JPH07233886A - 耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブ - Google Patents
耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブInfo
- Publication number
- JPH07233886A JPH07233886A JP2508294A JP2508294A JPH07233886A JP H07233886 A JPH07233886 A JP H07233886A JP 2508294 A JP2508294 A JP 2508294A JP 2508294 A JP2508294 A JP 2508294A JP H07233886 A JPH07233886 A JP H07233886A
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- Japan
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- pipe
- tube
- welding
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エチレンクラッキングチューブ等の高温環境
で使用される管体の高温伸び変形に対する抵抗性を強化
する。 【構成】 耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管体を素管と
し、その外側表面に、該管体より高い高温強度を有する
耐熱合金からなる、螺旋形状等の筋状の溶接肉盛層を形
成する。素管の材種は、ＨＫ４０（０．４Ｃ−２０Ｎｉ
−２５Ｃｒ−Ｆｅ），ＨＰ材（０．４Ｃ−３５Ｎｉ−２
５Ｃｒ−Ｆｅ）等であり、溶接肉盛材は、例えば０．５
Ｃ−３５Ｎｉ−２６Ｃｒ−１５Ｃｏ−５Ｗ−Ｆｅ、０．
４５Ｃ−５０Ｎｉ−３０Ｃｒ−１３Ｗ−Ｆｅ、１２Ｃｒ
−５Ｍｏ−５Ａｌ−０．５Ｔｉ−Ｎｉ系Ｎｉ基合金、１
０Ｃｒ−１５Ｃｏ−３Ｍｏ−５Ａｌ−５Ｔｉ−Ｎｉ系Ｎ
ｉ基合金等である。
で使用される管体の高温伸び変形に対する抵抗性を強化
する。 【構成】 耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管体を素管と
し、その外側表面に、該管体より高い高温強度を有する
耐熱合金からなる、螺旋形状等の筋状の溶接肉盛層を形
成する。素管の材種は、ＨＫ４０（０．４Ｃ−２０Ｎｉ
−２５Ｃｒ−Ｆｅ），ＨＰ材（０．４Ｃ−３５Ｎｉ−２
５Ｃｒ−Ｆｅ）等であり、溶接肉盛材は、例えば０．５
Ｃ−３５Ｎｉ−２６Ｃｒ−１５Ｃｏ−５Ｗ−Ｆｅ、０．
４５Ｃ−５０Ｎｉ−３０Ｃｒ−１３Ｗ−Ｆｅ、１２Ｃｒ
−５Ｍｏ−５Ａｌ−０．５Ｔｉ−Ｎｉ系Ｎｉ基合金、１
０Ｃｒ−１５Ｃｏ−３Ｍｏ−５Ａｌ−５Ｔｉ−Ｎｉ系Ｎ
ｉ基合金等である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石油化学工業用反応管
等として有用な耐高温伸び変形性にすぐれた耐熱合金チ
ューブに関する。
等として有用な耐高温伸び変形性にすぐれた耐熱合金チ
ューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】石油化学工業用反応管、例えばエチレン
製造用クラッキングチューブとして、従来よりASTM Ｈ
Ｋ40材（0.4 Ｃ-25 Ｃｒ-20 Ｎｉ- Ｆｅ) や、ＨＰ45材
(0.45Ｃ-25 Ｃｒ-35 Ｎｉ- Ｆｅ) およびその改良材(0.
45 Ｃ-25 Ｃｒ-35 Ｎｉ- Ｎｂ, Ｗ, Ｍｏ- Ｆｅ) 等の
耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管が使用されている。
製造用クラッキングチューブとして、従来よりASTM Ｈ
Ｋ40材（0.4 Ｃ-25 Ｃｒ-20 Ｎｉ- Ｆｅ) や、ＨＰ45材
(0.45Ｃ-25 Ｃｒ-35 Ｎｉ- Ｆｅ) およびその改良材(0.
45 Ｃ-25 Ｃｒ-35 Ｎｉ- Ｎｂ, Ｗ, Ｍｏ- Ｆｅ) 等の
耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記反応管は、高温高
圧（温度約１０００℃以上、管内圧約３〜１０Kg／mm2)
の反応条件下に長期間（例えば１〜５年）に亘つて使
用され、その使用過程で、クリープ等による管軸方向や
周方向の伸び変形を生じる。反応操業の長期に亘安全円
滑な操業を確保するには、反応管の高温強度を高め、管
体の変形を抑制防止することが必要である。このため、
管材料として、種々の合金元素の配合や高合金化等、耐
熱合金鋼の成分構成について、これまで数多くの工夫が
なされている。しかし、管材料の合金成分構成の改良に
よる高強度化は、管体の製造コストを高め、その適用に
際してコスト面での制約を受けることも少なくない。ま
た高合金化に伴い合金の溶解精錬や鋳造工程における技
術的困難も増大する。本発明は、上記に鑑み、より安価
に、製造工程上の技術的困難を伴わずに製造することが
できる、改良された高温強度を有し、高温使用環境にお
ける伸び変形に対する抵抗性にすぐれた耐熱合金チュー
ブを提供するものである。
圧（温度約１０００℃以上、管内圧約３〜１０Kg／mm2)
の反応条件下に長期間（例えば１〜５年）に亘つて使
用され、その使用過程で、クリープ等による管軸方向や
周方向の伸び変形を生じる。反応操業の長期に亘安全円
滑な操業を確保するには、反応管の高温強度を高め、管
体の変形を抑制防止することが必要である。このため、
管材料として、種々の合金元素の配合や高合金化等、耐
熱合金鋼の成分構成について、これまで数多くの工夫が
なされている。しかし、管材料の合金成分構成の改良に
よる高強度化は、管体の製造コストを高め、その適用に
際してコスト面での制約を受けることも少なくない。ま
た高合金化に伴い合金の溶解精錬や鋳造工程における技
術的困難も増大する。本発明は、上記に鑑み、より安価
に、製造工程上の技術的困難を伴わずに製造することが
できる、改良された高温強度を有し、高温使用環境にお
ける伸び変形に対する抵抗性にすぐれた耐熱合金チュー
ブを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱合金チュー
ブは、耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管体を素管としてそ
の外側表面に、該管体より高い高温強度を有する耐熱合
金からなる、筋状の溶接肉盛層が形成されていることを
特徴としている。
ブは、耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管体を素管としてそ
の外側表面に、該管体より高い高温強度を有する耐熱合
金からなる、筋状の溶接肉盛層が形成されていることを
特徴としている。
【０００５】
【作用】本発明の耐熱合金チューブは、素管である遠心
力鋳造管体の外側表面に形成された耐熱合金からなる溶
接肉盛層の補強効果として素管を凌ぐ高温強度を帯有す
る。そのチューブは、管壁肉厚の全体を高合金とする鋳
造管体に比べ著しく安価であり、管体表面の肉盛溶接
は、必要な部分にのみに選択的に実施でき、設計・施工
およびコスト面で最も合理的に管体の高強度化を図るこ
とができる。
力鋳造管体の外側表面に形成された耐熱合金からなる溶
接肉盛層の補強効果として素管を凌ぐ高温強度を帯有す
る。そのチューブは、管壁肉厚の全体を高合金とする鋳
造管体に比べ著しく安価であり、管体表面の肉盛溶接
は、必要な部分にのみに選択的に実施でき、設計・施工
およびコスト面で最も合理的に管体の高強度化を図るこ
とができる。
【０００６】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明の耐熱合金チューブの素管の材種は、その管材とし
て使用されている従来材を適用すればよく、クラッキン
グチューブ等の反応管を目的とする場合は、ＨＫ40材,
ＨＰ45材等の遠心力鋳造管体をそのまま適用することが
できる。
発明の耐熱合金チューブの素管の材種は、その管材とし
て使用されている従来材を適用すればよく、クラッキン
グチューブ等の反応管を目的とする場合は、ＨＫ40材,
ＨＰ45材等の遠心力鋳造管体をそのまま適用することが
できる。
【０００７】素管の外側表面に溶接肉盛層を形成するた
めの溶接材料は、素管より高温強度の高い耐熱合金が適
用される。クラッキングチューブ等のＨＫ４０材やＨＰ
材等からなる管体であって、温度約１０００℃以上の高
温環境で使用されるものである場合における溶接肉盛材
料の好ましい例として、(1) Ｃ：０．４５〜０．５５
％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：２％以下，Ｎｉ：３３
〜３７％，Ｃｒ：２４〜２８％，Ｃｏ：１４〜１６％，
Ｗ：４〜６％，残部Ｆｅからなる耐熱合金鋼、(2) Ｃ：
０．４〜０．５％，Ｓｉ：０．５％以下，Ｍｎ：０．３
〜０．６％，Ｎｉ：４７〜５１％，Ｃｒ：２８〜３１
％，Ｗ：１２〜１４％，残部Ｆｅからなる耐熱合金鋼、
(3) インコネル713 ＬＣ合金（Ｃ：０．０３〜０．０７
％，Ｓｉ：０．５％以下，Ｍｎ：０．２５％以下，Ｃ
ｒ：１１〜１３％，Ｍｏ：４〜５％，Ａｌ：５〜６％，
Ｔｉ：０．４〜１．０％，残部Ｎｉ）、(4) インコネル
１００合金（Ｃ：０．１５〜０．２０％，Ｓｉ：０．２
％以下，Ｍｎ：０．２％以下，Ｃｒ：８〜１１％，Ｃ
ｏ：１３〜１７％，Ｍｏ：２〜４％，Ａｌ：５〜６％，
Ｔｉ：４．５〜６．０％，残部Ｎｉ）、等が挙げられ
る。
めの溶接材料は、素管より高温強度の高い耐熱合金が適
用される。クラッキングチューブ等のＨＫ４０材やＨＰ
材等からなる管体であって、温度約１０００℃以上の高
温環境で使用されるものである場合における溶接肉盛材
料の好ましい例として、(1) Ｃ：０．４５〜０．５５
％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：２％以下，Ｎｉ：３３
〜３７％，Ｃｒ：２４〜２８％，Ｃｏ：１４〜１６％，
Ｗ：４〜６％，残部Ｆｅからなる耐熱合金鋼、(2) Ｃ：
０．４〜０．５％，Ｓｉ：０．５％以下，Ｍｎ：０．３
〜０．６％，Ｎｉ：４７〜５１％，Ｃｒ：２８〜３１
％，Ｗ：１２〜１４％，残部Ｆｅからなる耐熱合金鋼、
(3) インコネル713 ＬＣ合金（Ｃ：０．０３〜０．０７
％，Ｓｉ：０．５％以下，Ｍｎ：０．２５％以下，Ｃ
ｒ：１１〜１３％，Ｍｏ：４〜５％，Ａｌ：５〜６％，
Ｔｉ：０．４〜１．０％，残部Ｎｉ）、(4) インコネル
１００合金（Ｃ：０．１５〜０．２０％，Ｓｉ：０．２
％以下，Ｍｎ：０．２％以下，Ｃｒ：８〜１１％，Ｃ
ｏ：１３〜１７％，Ｍｏ：２〜４％，Ａｌ：５〜６％，
Ｔｉ：４．５〜６．０％，残部Ｎｉ）、等が挙げられ
る。
【０００８】素管の外側表面の溶接肉盛層は筋状のパタ
ーンを以て形成される。これは、溶接材料を可及的に節
減しながら効率よく補強効果を発現させるためである。
その溶接肉盛層の筋状のパターンは種々の設計が可能で
ある。図１および図２はその例を示している。図１は、
溶接肉盛層ｗを素管Ｐの外側表面を周回する螺旋状に形
成した例であり、図２は管軸と平行な向きをなす溶接肉
盛層ｗを、管の円周方向に等間隔をなす複数個所（図は
６ケ所）に形成した例である。図２の例における溶接肉
盛層ｗは直線形状をなしているが、波形状に形成しても
よい。溶接肉盛層ｗの層厚は例えば約１〜１０ｍｍであ
り、筋幅は例えば約１０〜３０ｍｍである。
ーンを以て形成される。これは、溶接材料を可及的に節
減しながら効率よく補強効果を発現させるためである。
その溶接肉盛層の筋状のパターンは種々の設計が可能で
ある。図１および図２はその例を示している。図１は、
溶接肉盛層ｗを素管Ｐの外側表面を周回する螺旋状に形
成した例であり、図２は管軸と平行な向きをなす溶接肉
盛層ｗを、管の円周方向に等間隔をなす複数個所（図は
６ケ所）に形成した例である。図２の例における溶接肉
盛層ｗは直線形状をなしているが、波形状に形成しても
よい。溶接肉盛層ｗの層厚は例えば約１〜１０ｍｍであ
り、筋幅は例えば約１０〜３０ｍｍである。
【０００９】図３は、溶接肉盛施工を模式的に示してい
る。図中、１は溶接トーチであり、該溶接トーチ１は、
ホルダ２に取りつけられ、被溶接管体Ｐの管軸方向に沿
って所定速度で走向駆動される。管体Ｐは、その水平管
軸を中心に回転可能に設置されている。管体Ｐを予め設
定された回転速度で回転させると共に、溶接トーチ１を
所定の速度で管軸方向に移動させながら肉盛溶接を施工
することにより、図１に示すような管体Ｐの外側表面を
周回する螺旋形状の溶接肉盛層ｗが形成される。管体Ｐ
の回転駆動を省略して溶接トーチ１を所定の速度で管軸
方向に移動させながら肉盛溶接を行うこと場合は、図２
に示すように管軸に平行な直線状の溶接肉盛層ｗが形成
され、また管体Ｐに一定の中心角をなす回動運動を行わ
せながら溶接を行う場合は、波形状を有する溶接肉盛層
が形成される。溶接方法は、例えばＴＩＧ溶接、ＰＡＷ
溶接（粉体プラズマ溶接法）等、耐熱合金溶接材の溶接
に採用される公知の溶接手法を適用すればよい。
る。図中、１は溶接トーチであり、該溶接トーチ１は、
ホルダ２に取りつけられ、被溶接管体Ｐの管軸方向に沿
って所定速度で走向駆動される。管体Ｐは、その水平管
軸を中心に回転可能に設置されている。管体Ｐを予め設
定された回転速度で回転させると共に、溶接トーチ１を
所定の速度で管軸方向に移動させながら肉盛溶接を施工
することにより、図１に示すような管体Ｐの外側表面を
周回する螺旋形状の溶接肉盛層ｗが形成される。管体Ｐ
の回転駆動を省略して溶接トーチ１を所定の速度で管軸
方向に移動させながら肉盛溶接を行うこと場合は、図２
に示すように管軸に平行な直線状の溶接肉盛層ｗが形成
され、また管体Ｐに一定の中心角をなす回動運動を行わ
せながら溶接を行う場合は、波形状を有する溶接肉盛層
が形成される。溶接方法は、例えばＴＩＧ溶接、ＰＡＷ
溶接（粉体プラズマ溶接法）等、耐熱合金溶接材の溶接
に採用される公知の溶接手法を適用すればよい。
【００１０】
【発明の効果】本発明の耐熱合金チューブは、その外側
表面に形成された筋状の溶接肉盛層の補強効果による改
良された高温強度を有し、反応管等の高温使用過程にお
けるクリープ等による伸び変形に対する抵抗性が高めら
れ、耐用寿命が向上する。また、チューブ表面の溶接肉
盛層の形成パターンの選択は任意であり、管体表面の必
要な領域にのみ選択的に形成でき、管壁肉厚の全体を高
合金で鋳造する場合に比べてコスト的に有利であること
はいうまでもなく、設計・施工上、最も効率よく高強度
化を図ることができる。
表面に形成された筋状の溶接肉盛層の補強効果による改
良された高温強度を有し、反応管等の高温使用過程にお
けるクリープ等による伸び変形に対する抵抗性が高めら
れ、耐用寿命が向上する。また、チューブ表面の溶接肉
盛層の形成パターンの選択は任意であり、管体表面の必
要な領域にのみ選択的に形成でき、管壁肉厚の全体を高
合金で鋳造する場合に比べてコスト的に有利であること
はいうまでもなく、設計・施工上、最も効率よく高強度
化を図ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図（同図（１）は正
面図、（２）は側面図）である。
面図、（２）は側面図）である。
【図３】管体の外側表面に筋状の溶接肉盛層を形成する
溶接施工例を模式的に示す図である。
溶接施工例を模式的に示す図である。
１：溶接トーチ、溶接トーチホルダ、Ｐ：管体、ｗ：溶
接肉盛層。
接肉盛層。
Claims (2)
- 【請求項１】 耐熱鋳鋼からなる遠心力鋳造管体を素管
としてその外側表面に、該管体より高い高温強度を有す
る耐熱合金からなる、筋状の溶接肉盛層が形成されてい
ることを特徴とする耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チ
ューブ。 - 【請求項２】 筋状の溶接肉盛層が管体の外側表面を周
回する螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2508294A JPH07233886A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2508294A JPH07233886A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233886A true JPH07233886A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12156013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2508294A Pending JPH07233886A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 耐伸び変形性にすぐれた耐熱合金チューブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07233886A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071360A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 高温中空部材の補強方法 |
| WO2010101482A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Canterprise Limited | Improved tubes for high temperature industrial application and methods for producing same |
| JP2014502330A (ja) * | 2010-10-21 | 2014-01-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | アルミナ形成バイメタル管ならびに製造及び使用方法 |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP2508294A patent/JPH07233886A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071360A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 高温中空部材の補強方法 |
| JP4671819B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2011-04-20 | 中国電力株式会社 | 高温中空部材の補強方法 |
| WO2010101482A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Canterprise Limited | Improved tubes for high temperature industrial application and methods for producing same |
| CN102422066A (zh) * | 2009-03-03 | 2012-04-18 | 坎特普瑞滋有限公司 | 用于高温工业应用的改进管及其制备方法 |
| JP2012519811A (ja) * | 2009-03-03 | 2012-08-30 | カンタープライズ リミテッド | 高温工業的用途向きの改良管及びその製造方法 |
| EP2404093A4 (en) * | 2009-03-03 | 2016-03-23 | Univ Canterbury | IMPROVED PIPES FOR INDUSTRIAL HIGH-TEMPERATURE APPLICATION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP2014502330A (ja) * | 2010-10-21 | 2014-01-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | アルミナ形成バイメタル管ならびに製造及び使用方法 |
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