JPH0825063A - 異材管継手の製造方法 - Google Patents

異材管継手の製造方法

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JPH0825063A
JPH0825063A JP16018894A JP16018894A JPH0825063A JP H0825063 A JPH0825063 A JP H0825063A JP 16018894 A JP16018894 A JP 16018894A JP 16018894 A JP16018894 A JP 16018894A JP H0825063 A JPH0825063 A JP H0825063A
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慶章 池永
Seiichiro Takeda
誠一郎 武田
Takayuki Nagai
崇之 永井
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた接合性及び接合強度を有する大径の異
材管継手を製造する方法を提供する。 【構成】 ステンレス鋼またはニッケル基合金からなる
筒状の内層材11の外側にジルコニウム系材料またはチタ
ン系材料からなる筒状の中間層材12を嵌合させ、さら
に、その外面側に内層材11と同種類の筒状の外層材13を
嵌合させ、夫々の接合面にTa箔からなるタンタル層14を
介在せしめて嵌合組立材10を形成する。これを加熱した
後、3 個のコーン型ロールを備える傾斜圧延機で圧延す
ることにより、夫々の層材を接合してクラッド管を形成
する。所定長さのクラッド管の一端側は外層材13を他端
側は中間層材12を残すように他を除去し、異材管継手を
製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は異種金属を用いて形成さ
れた管状部品同志を接続するための異材管継手の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、原子炉プラントには高耐食性の
ステンレス鋼またはインコネル(商品名) 等のニッケル
基合金と、純ジルコニウム,ジルカロイ等のジルコニウ
ム合金( 以下ジルコニウム系材料と総称する) または、
純チタン,Ti-5%Ta等のチタン合金( 以下チタン系材料
と総称する) との異材管継手が使用されている。特にジ
ルコニウム系材料,チタン系材料は耐食性に優れてお
り、また熱中性子吸収断面積が極めて小さいので強酸液
回収装置,原子炉等の材料として利用されている。
【0003】一方、LNG(液化窒素ガス),LPG
(液化石油ガス)等の極低温物質用のプラントの配管装
置には、ステンレス鋼またはニッケル基合金とアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金との異材管継手が使用され
ている。
【0004】このような異材管継手の過酷な使用条件の
要求に応じて、異種金属を接続する継手法の改良がなさ
れている。例えばフランジ継手,ねじ込み継手等の機械
的接合法に変って、圧着接合法または拡散接合による異
材管継手法等が提案されている。圧着接合法では特公平
4−71636 号公報で爆発圧着法が提案され、拡散接合法
では本願出願人が特公平6−9749号公報で圧延拡散接合
法を提案している。
【0005】前者の爆発圧着法(特公平4−71636 号公
報)は、2重管を爆発圧着で製造した後、この2重管に
他の金属管を爆発圧着せしめて3重のクラッド管を得る
方法である。また他の方法に、3種類の管例えばZr,
Ta,SUSを夫々互いに間隙を有して3重に嵌め合わ
せ、一度に爆発圧着して3重のクラッド管を得る方法も
ある。これらの爆発圧着法では、大がかりな装置及び広
い実施場所が必要であり、生産性も低い。また、爆発圧
着法は局所に大きく変形を生ぜしめる加工法であるの
で、組み合わせ材料に大きな制限が課せられ、変形抵抗
が大きく異なる材料同志を圧着することが困難であっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
すべく、本願発明者らの2人が上述した後者の圧延拡散
接合法(特公平6−9749号公報)を提案した。この圧延
拡散接合法は、ステンレス鋼またはニッケル基合金とジ
ルコニウム系材料またはチタン系材料とを2重に嵌合し
た複合材を熱間圧延により拡散接合し、接合されたクラ
ッド材を内外削して異材継手を得る方法である。この方
法は圧延法であるので、容易に且つ高生産性を有して異
材継手を製造することができる。しかしながら、大外径
例えば60mm以上の異材継手を製造する際には、これより
細径の異材継手と同程度の接合性を与えることが困難な
場合があった。
【0007】即ち、大外径の異材継手を製造する際に、
中実の複合材を圧延する場合には、外層材に比較して内
層材の断面積割合が大きいので、圧延時の圧縮応力が内
層材の中心部分にまで作用しない。更に、複合材の内層
材が外層材よりも変形抵抗が小さい金属である場合に
は、圧縮応力が内層材全体に均一に作用しない。これら
の理由で良好な接合性が得られない場合があった。ま
た、内層材が中空の複合材では、内層材の変形抵抗が外
層材よりも小さいので、内層材と外層材との界面に作用
する圧縮応力が低下し、このために内層材と外層材との
接合力が低下する。このようなことから、大径の異材管
継手を製造する際でも圧延後の接合強度が低下すること
なく、更に良好な接合性を有するクラッド管を製造する
ことが望まれていた。
【0008】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、変形抵抗が小さい金属からなる中間層材の管の
内外面両側に、変形抵抗が大きい金属からなる外層材及
び内層材を夫々嵌合して圧延することにより、接合性が
良好で接合強度に優れた大径の異材管継手を製造する方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る異材管継
手の製造方法は、軸方向両端部の夫々が異種類の金属管
からなる異材管継手の製造方法において、変形抵抗が大
きい金属からなる内層材及び外層材と、変形抵抗が小さ
い金属からなる中間層材とを、前記中間材を内層材と外
層材との間に介在せしめて嵌合し、複合管材を形成する
工程と、該複合管材を加熱する工程と、3個または4個
のロールを備える傾斜圧延機を用い、1.05〜1.25の延伸
比で圧延してクラッド管を形成する工程と、該クラッド
管の一端側で外層材または内層材を残存させて残りを除
去する工程と、他端側で中間層材を残存させて残りを除
去する工程とを有することを特徴とする。
【0010】第2発明に係る異材管継手の製造方法は、
第1発明において、前記内層材及び外層材にステンレス
鋼またはニッケル基合金を用い、前記内層材にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を用いて形成された前記複
合管材を 450℃乃至 620℃に加熱することを特徴とす
る。
【0011】第3発明に係る異材管継手の製造方法は、
軸方向両端部の夫々が異種類の金属管からなる異材管継
手の製造方法において、変形抵抗が大きい金属からなる
内層材及び外層材と、変形抵抗が小さい金属からなる中
間層材とを、前記中間材を内層材と外層材との間に介在
せしめ、前記内層材と中間層材との間及び中間層材と外
層材との間にタンタル層を夫々介在せしめて嵌合し、複
合管材を形成する工程と、該複合管材を加熱する工程
と、3個または4個のロールを備える傾斜圧延機を用
い、1.05〜1.25の延伸比で圧延してクラッド管を形成す
る工程と、該クラッド管の一端側で外層材または内層材
を残存させて残りを除去する工程と、他端側で中間層材
を残存させて残りを除去する工程とを有することを特徴
とする。
【0012】第4発明に係る異材管継手の製造方法は、
前記内層材及び外層材にステンレス鋼またはニッケル基
合金を用い、前記内層材にジルコニウム系材料またはチ
タン系材料を用いて形成された前記複合管材を 800℃乃
至1200℃に加熱することを特徴とする。
【0013】第5発明に係る異材管継手の製造方法は、
第1,第2,第3又は第4発明において、前記複合管材
は、肉厚の外径に対する比が0.08以下の外層材を用いる
ことを特徴とする。
【0014】
【作用】第1発明の異材管継手の製造方法では、変形抵
抗の小さい金属管からなる中間層材の外面側と内面側と
に変形抵抗の大きな金属管を嵌合するので、圧延する際
の中間層材への圧縮応力が外面側からだけでなく内面側
からも作用する。また、3,4個のロールを備える傾斜
圧延機を用いて圧延することにより、接合界面に付加剪
断歪を与えて接合性を高めることができる。これらによ
り、中間層材の変形の挙動が制限されて断面内均一に変
形し、中間層材と外層材との接合力及び中間層材と内層
材との接合力が強力になる。また、例えば圧延時にマン
ドレルを使用することにより、外面からと同程度の圧縮
応力を内面側から与えることができ、更に接合性が良好
になる。
【0015】第2発明の異材管継手の製造方法では、第
1発明に加えて、内層材及び外層材にステンレス鋼また
はニッケル基合金を用い、これらよりも変形抵抗が小さ
いアルミニウムまたはアルミニウム合金を内層材に用
い、内層材への圧縮応力を同種の金属である内層材及び
外層材により内外面から作用させて接合性を良好にす
る。また、加熱温度が 450℃乃至 620℃であるので、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金が溶融することがな
い。
【0016】第3発明の異材管継手の製造方法では、接
合界面に金属間化合物を形成するような組合わせの金属
を用いる場合に、第1発明に加えて、中間層材と外層材
との間及び中間層材と内層材との間にタンタル層を介在
させて嵌合するので、前記複合管材の接合界面におい
て、脆い又は耐食性に劣る金属間化合物が形成されるこ
となく、圧延後の夫々の接合部分の接合性が良好にな
る。
【0017】第4発明の異材管継手の製造方法では、第
3発明に加えて、内層材及び外層材にステンレス鋼また
はニッケル基合金を用い、これらよりも変形抵抗が小さ
いジルコニウム系材料またはチタン系材料と内層材に用
い、夫々の接合界面にタンタル層を設けて、内層材への
圧縮応力を同種の金属である内層材及び外層材により内
外面から作用させて接合性を良好にする。また、加熱温
度が 800℃乃至1200℃であるので、タンタル層の接合界
面にタンタル−鉄系またはタンタル−ニッケル系の脆い
又は耐食性に劣る金属間化合物が生じることがない。
【0018】第5発明の異材管継手の製造方法では、肉
厚の外径に対する比が0.08以下の外層材を用いて複合管
材を形成することにより、更に高接合性及び高接合強度
の異材管継手が製造される。
【0019】
【実施例】以下本発明をこれを示す図面に基づき具体的
に説明する。図1は本発明に係る嵌合組立材の正面断面
図、図2はその一部破砕した側面図であり、図中10は嵌
合組立材を示す。嵌合組立材10は、ステンレス鋼または
ニッケル基合金からなる筒状の内層材11の外側にジルコ
ニウム系材料またはチタン系材料からなる筒状の中間層
材12を嵌合させ、さらに、その外面側にステンレス鋼ま
たはニッケル基合金からなる筒状の外層材13を嵌合させ
て、夫々の接合面にTa箔からなるタンタル層14を介在せ
しめてなる。この嵌合した状態で内層材12と外層材13と
の間を真空状態(1×10-1Torr以下) とした後、嵌合組立
材10の中間層材12の両端にリング状の蓋部材15を嵌装し
て内層材12と外層材13との間を密閉し、図示しない加熱
炉にて加熱した後、傾斜圧延機へ送給する。ここで、内
層材12と外層材13との間を真空状態にするのは、この嵌
合組立材10を加熱したときに接合界面に酸化物が形成さ
れるのを回避するためである。
【0020】図3は本発明の実施に使用する傾斜圧延機
を示す模式図であり、図4は図3のIV─IV線による正面
図であり、図5は傾斜角βを示す側面図である。なお、
図3は図4の III−III 線による断面図である。傾斜圧
延機4はパスライン周りに臨んで3個のコーン型ロール
1,2,3 を有する。3個のロール1,2,3 は出側端部にゴー
ジ部1a,2a,3aを夫々備え、ゴージ部を境にして入側は軸
端に向けて漸次直径を縮小し、また出側は拡大された円
錐台形をなす入口面1b,2b,3b及び出口面1c,2c,3cを備え
ており、出口面1c,2c,3cはパスラインとの距離をゴージ
部とパスラインとの距離に一致させるようにしている。
【0021】このようなコーン型ロール1,2,3 はいずれ
もその入口面1b,2b,3bを嵌合組立材10の移動方向上流側
に位置させた状態とし、また軸心線Y-Y と、ゴージ部1
a,2a,3aを含む平面との交点O(以下ロール設定中心と
いう)を、嵌合組立材10のパスラインX-X と直交する同
一平面上にてパスラインX-X 周りに略等間隔に位置せし
めるべく配設されている。そして各ロール1,2,3 の軸心
線Y-Y はロール設定中心回りに、嵌合組立材10のパスラ
インX-X との関係において図3に示すように前方の軸端
がパスラインX-X に向けて接近するよう交叉角γだけ交
叉(傾斜) せしめられ、且つ図4, 図5に示すように前
方の軸端が嵌合組立材10の周方向の同じ側に向けて傾斜
角βだけ傾斜せしめられている。ロール1,2,3 は図示し
ない駆動源に連繋されており、図4に矢符で示す如く同
方向に回転駆動され、これらのロール1,2,3 間に噛み込
まれた熱間の嵌合組立材10はその軸心線回りに回転駆動
されつつ軸長方向に移動される。即ち螺進移動せしめら
れる。
【0022】嵌合組立材10はロール1,2,3 により螺進移
動せしめられる間に、図3に示す如くロールバイト部A
にて外径を絞られて、嵌合組立材10の圧下面Bが円錐台
形状に成形された後、ゴージ部、出口面にて所定の外径
の丸管状のクラッド管16になる。なお、この傾斜圧延機
4では、ロールの数が3個の場合について説明したが、
ロールが4個の場合も上記と同様にして行う。
【0023】以上の如き製造工程において形成される嵌
合組立材10にあっては、内層材11と中間層材12との接合
面及び中間層材12と外層材13との接合面夫々にタンタル
層14を設けている。タンタルは異種金属材料間で有害な
金属間化合物の生成を抑制するので、タンタル層14を設
けることにより接合強度、耐食性が向上する。
【0024】次に、上述の熱間圧延の設定条件を説明す
る。 (1) 800 ℃〜1200℃の範囲に加熱すること。 (2) 延伸比(圧延後の長さL/圧延前の長さL0 )は
1.05〜1.25とする。 上記各設定条件の理由を述べる。まず加熱温度の上限を
1200℃としたことは、温度が1300℃を超えるとTa-Fe 系
又はTa-Ni 系の金属間化合物が形成されて脆化を生じる
ためである。本発明での傾斜圧延では圧延中加工熱が発
生するので、これによる温度上昇を考慮して加熱温度の
上限を1200℃とした。一方、加熱温度の下限を800 ℃と
したのは、圧延時金属界面で拡散接合させるためであ
り、800 ℃に満たないと拡散接合に悪影響を及ぼすから
である。
【0025】次に延伸比について述べる。L/L0 が1.
25を越えると複合組立材10がロール1,2,3 の間に張り出
して、圧延途中の複合組立材10の断面形状が三角形〜五
角形の多角形となり、またフレアリング現象が生じて圧
延ができなくなるからである。また、L/L0 が1.05未
満では、クラッド間16の接合界面夫々の接合性及び接合
強度が悪化するからである。
【0026】また本発明にあって、熱間圧延に孔型圧延
法ではなく傾斜圧延法を用いる理由について以下に述べ
る。管材用の孔型圧延法はオーバル・ラウンド孔型を有
するロール配列によって多パス圧延を行う方法であり、
各パスでの圧下途中の断面形状は非円形断面となる。従
って、変形抵抗差が極端に異なる管材から構成されるよ
うな嵌合組立材を圧延する場合には、中間層材は圧延方
向に伸び、内, 外層材は圧延方向と垂直な方向に変形す
るので、各パスごとに内, 外層材と中間層材とで隙間が
発生し、完全に接合されたクラッド管を得ることが不可
能なためである。
【0027】上記の理由によって、本発明にあっては軸
対称加工法である傾斜圧延法を採用しており、従来の孔
型圧延法では不足していた接合強度を十分な強度まで高
め得るように、嵌合組立材10を傾斜圧延する。その結
果、800 ℃〜1200℃に加熱した嵌合組立材10の金属界面
で拡散が促進されて拡散接合が可能になる。また、この
熱間傾斜圧延によって若干の金属間化合物が生成した場
合でも、接合界面に作用する円周方向の剪断歪によって
金属間化合物層の厚みが薄肉化され、接合性に優れたク
ラッド管16を製造できる。
【0028】また、3個または4個のコーン型ロールを
有する傾斜圧延機を用いる理由は、2個のロールを有す
る傾斜圧延機を用いた場合は、嵌合組立材10の断面形状
が楕円になり、圧延中に円形断面形状を保持することが
困難になるためである。また、5個以上のロールを備え
る傾斜圧延機は、機械設計上ロールを保持するチョック
部でのベアリング等の選定が困難であり、実用的ではな
い。
【0029】また、3,4個のロールを備える傾斜圧延
機を用いて、嵌合組立材10の中空内部をマンドレルによ
り支持しつつ圧延しても良い。なお、この場合のマンド
レルの外径は、マンドレルを用いずに圧延したときのク
ラッド管16の内径よりも若干例えば1mm〜3mm大きくす
ることが望ましい。
【0030】以上のようにして製造されたクラッド管16
の全長にわたって内層材11を除去した後、一端側では中
間層材12を除く他のものを除去し、他端側では外層材13
を除く他のものを除去して、図6に示すような異材管継
手17を形成する。このようにして形成された異材管継手
17の両端部分と、接続すべき2つの異材の管材Q,Rと
を夫々同一材料同士で突き合わせ、互いに溶接する。即
ち、異材管継手17のSUS からなる外層材13とSUS からな
る右側の管材Rを溶接し、異材管継手17のZrからなる中
間層材12とZrからなる左側の管材Qとを溶接する。
【0031】このように、接続する2つの異材の管材
Q,Rと異材管継手17の同一材料同士をその突き合わせ
端部で互いに溶接することによって、ジルコニウム系又
はチタン系材料管Qとステンレス鋼又はニッケル基合金
Rとを異材管継手17で継ぐことができるようになる。上
述の実施例では、ステンレス鋼またはニッケル基合金と
ジルコニウム系材料またはチタン系材料とにより製造さ
れる異材管継手について説明したが、ジルコニウム系材
料またはチタン系材料の替わりに純アルミニウムまたは
アルミニウム合金とを用いても製造できる。この純アル
ミニウムまたはアルミニウム合金を用いた異材管継手に
ついて以下に説明する。
【0032】図7は本発明の他の実施例の嵌合組立材の
正面断面図、図2はその一部破砕した側面図であり、図
中20は嵌合組立材を示す。嵌合組立材20は、ステンレス
鋼またはニッケル基合金からなる筒状の内層材21の外側
に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる筒状
の中間層材22を嵌合させ、さらに、その外面側にステン
レス鋼またはニッケル基合金からなる筒状の外層材23を
嵌合させてなる。上述のジルコニウム系材料またはチタ
ン系材料を用いた実施例では夫々の接合面にTa箔を介在
せしめているが、純アルミニウム, アルミニウム合金の
ような材料はステンレス鋼, ニッケル基合金のような材
料との接合界面に、接合不良を来すような金属間化合物
を生成しないので、Ta箔を介在せしめる必要はない。
【0033】このような嵌合組立材20は、内層材22と外
層材23との間を真空状態(1×10-1Torr以下) とした後に
両端を密閉し、図示しない加熱炉にて加熱した後、傾斜
圧延機へ送給する。このときの熱間圧延の設定条件につ
いて説明する。 (1) 450 ℃〜 620℃の範囲に加熱すること。 (2) 延伸比(圧延後の長さL/圧延前の長さL0 )は
1.05〜1.25とする。 加熱温度の上限を 620℃としたことは、温度が 660℃を
超えるとアルミニウムが溶融するためである。本発明で
の傾斜圧延では圧延中加工熱が発生するので、これによ
る温度上昇を考慮して加熱温度の上限を 620℃とした。
一方、加熱温度の下限を450 ℃としたのは、金属界面で
両金属を拡散接合させるためであり、450℃に満たない
と拡散接合を十分に行えないからである。
【0034】このように加熱された嵌合組立材20は、図
3〜図5に示された傾斜圧延機を用いて圧延される。嵌
合組立材20はロール1,2,3 により螺進移動せしめられる
間に外径を絞られて、ゴージ部、出口面にて所定の外径
の丸管状のクラッド管になる。この傾斜圧延機及び圧延
の状態は上述の実施例と同様であり、その説明を省略す
る。
【0035】以上のようにして製造されたクラッド管の
内層材21を全長にわたって除去した後、一端側では中間
層材22を除く他のものを除去し、他端側では外層材23を
除く他のものを除去して異材管継手を形成することによ
り、ステンレス鋼またはニッケル基合金とジルコニウム
系材料またはチタン系材料とを異材管継手で継ぐことが
できる。
【0036】次に、以上の如き方法にて製造された試験
片を用いて行った接合強度試験について述べる。まず、
一端がジルコニウム径材料またはチタン径材料で、他端
がステンレス鋼である異材管継手についての例を挙げ
る。 数値例1. 外層材13:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 厚みt/外径D=0.053 中間層材12:純Zr, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材11:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068 タンタル層14:純Ta , 厚み0.1mm ×幅100mm
【0037】 数値例2. 外層材13:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.053 中間層材12:Ti−5%Ta, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材11:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068 タンタル層14:純Ta , 厚み0.1mm ×幅100mm なお、夫々の管材の成分を表1及び表2に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】これらを用いて下記の方法で嵌合組立材10
を製作した。内層材11, 中間層材12, 外層材13及びタン
タル層14を脱脂、洗浄したのち、タンタル層14を内層材
11に巻き付け、これを中間層材12に挿入する。次にタン
タル層14を中間層材12に巻き付け、これを外層材13に挿
入する。その両端を中間層材12と同じ材料からなる段付
円盤状の蓋部材15,15(図2参照) で電子ビームにて3×
10-3Torrの真空度の状態にして密閉溶接した。
【0041】次に、一端が純アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金で、他端がステンレス鋼である異材管継手に
ついての例を挙げる。 数値例3. 外層材23:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.053 中間層材22:純Al, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材21:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068
【0042】 数値例4. 外層材23:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.053 中間層材22:アルミニウム合金5052, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材21:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068 なお、夫々の管材の成分を表1及び表2に示す。
【0043】これらを用いて下記の方法で嵌合組立材を
製作した。内層材21, 中間層材22及び外層材23を脱脂、
洗浄した後に、内層材21を中間層材22に挿入し、これを
外層材23に挿入する。その両端を中間層材22と同じ材料
からなる段付円盤状の蓋部材で電子ビームにて3×10-3
Torrの真空度の状態にして密閉溶接した。
【0044】このように製作された嵌合組立材を加熱し
て、傾斜圧延を行いクラッド管を得た。このときの圧延
条件は、 交差角(γ):3°, 傾斜角(β):9° ロール径: 210mm , ロール回転数:50 rpm マンドレル: 設定有りの場合 径 52 mm 圧延時の加熱温度は数値例1,2は 900℃で行い、数値
例3,4は 550℃で行った。表3に示す圧延パス・スケ
ジュール(イ)〜(へ)のように種々の延伸比で圧延し
た。
【0045】
【表3】
【0046】このように圧延されたクラッド管の内層材
11とタンタル層14とを全長にわたって内削除去し、一端
側は外層材13のみを残存させ、他端側は中間層材12のみ
を残存させ、所定長さの異材管継手を得た。図9は、接
合強度即ち剪断強度を調べる方法を示す模式的断面図で
ある。図は数値例1の試供材について示している。試験
片17a は、所定長さの異材管継手17の外層材13側を一定
長さhであり、中間層材12側をその外径Dよりも僅かに
小さい外径の円筒部に削径したものであり、各試供材に
ついて2個づつ作成する。そして、中間層材12の外径D
よりも若干大きい直径の円形開口部を有する支持部材18
を、外層材13側の端部がその開口部の縁部に当接するよ
うに配置し、その状態で円筒部側から押圧力を付与して
中間層材12と外層材13とが破断する荷重Pを測定する。
そして、測定された値を(1) 式に代入し、剪断強度を求
めた。その結果を表4に示す。 剪断強度=P/(π×D×h) …(1)
【0047】
【表4】
【0048】表4に示す結果から、全ての試供材につい
て、延伸比が1.25を越える例 (ニ)では圧延が不可能で
あることが判る。また延伸比が1.02である例 (イ) で
は、延伸比が1.05である例 (ロ) に比較して剪断強度は
極端に低くなることが判る。従って、高接合強度を有し
て異材管継手を製造するためには、延伸比は1.05以上1.
25以下で行うことが望ましいと言える。
【0049】また、数値例1〜4について、表3に示す
パススケジュールでクラッド管製作後に内層材11を除去
して所定長の2重クラッド管を作成し、これらの超音波
探傷試験を行って接合界面の接合率を調べた。このとき
の探傷条件は以下に示す通りである。
【0050】各クラッド管の全面について測定した結
果、例 (イ)では70〜90%の接合面積率であり、例
(ロ), (ハ), (ホ), (ヘ) では 100%の接合面積率であ
った。従って、高接合性を有して異材管継手を製造する
ためには、延伸比は1.05以上1.25以下で行うことが望ま
しいと言える。
【0051】次に、外層材の外径を変化させたクラッド
管を上述と同様の手順で製作した。 数値例5. 外層材:SUS304L,外径100 mm×内径87.0 mm ×長さ300mm の管 t/D=0.065 数値例6. 外層材:SUS304L,外径103mm ×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.078 数値例7. 外層材:SUS304L,外径106 mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.090 数値例8. 外層材:SUS304L,外径108 mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.097 数値例5〜8では数値例1〜4夫々の各層材と上記の外
層材とを用いて上述と同様にして嵌合組立材を製作し
た。このときの圧延条件は、マンドレルを使用して延伸
比が1.20とした。
【0052】その結果、中間層材に純Zr,Ti −5%Ta, 純
アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた全ての試
供材について、t/D=0.090 の数値例7及びt/D=
0.097 の数値例8は外層材と中間層材との間に若干の未
接合部が生じた。一方、t/D=0.065 の数値例5及び
t/D=0.078 の数値例6では、未接合部は生じず、接
合界面の剪断強度は表4の(ヘ)と同程度であり、良好
な圧延が行えたと言える。これらのことから、高接合性
及び高接合強度の異材管継手を製造するためには、複合
組立材の外層材は外径Dに対する厚みtの比を0.08以下
とすることが望ましいことが判る。
【0053】また、耐食性を調べるべく上述の数値例
1,2について、図10に示すように半円状で幅3mmの
腐食試験片17b を、異材管継手の接合部分を圧延方向と
直交する平面で切断して製作した。図中Rはクラッド管
16の直径を示している。そして数値例1,2の比較例と
して、タンタル層14を介在させない異材管継手を製作
し、上述と同様に腐食試験片を製作した。
【0054】耐食性の測定は次のように行った。以下に
示す腐食試験液を加熱し、沸点に達した腐食試験液に腐
食試験片17b を120 時間、浸漬保持する。その後、切断
ミクロ顕微法(500倍) にて接合界面の腐食深さを測定し
た。
【0055】
【数1】
【0056】その結果を表5に示す。
【0057】
【表5】
【0058】表5に示す結果から、タンタル層14を介在
させない腐食試験片では接合界面で腐食が発生するが、
タンタル層14介在させた数値例1,2の腐食試験片17b
では接合界面での腐食は発生しないことが判った。これ
により、ステンレス鋼またはニッケル基合金とジルコニ
ウム系材料またはチタン系材料とを用いて製造された異
材管継手は、その接合面にタンタル層を介在せしめるこ
とによって、接合面の耐食性を向上させることができ
る。
【0059】なお、上述の実施例では、圧延されたクラ
ッド管の全長にわたって内層材11を削除する場合を説明
しているが、これに限るものではなく、クラッド管の全
長にわたって外層材13を削除して、一端が中間層材で他
端が内層材である異材管継手であっても良い。
【0060】
【発明の効果】本発明によれば、外層材とこれより変形
抵抗が小さい中間層材と、前記外層材と同種類の金属の
内層材とを嵌合し、圧延により接合するので、中間層材
を均一に変形せしめてその外面及び内面を良好に接合で
き、優れた接合強度の大径の異材管継手を製造できる
等、本発明は優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る嵌合組立材の嵌合組立材の正面断
面図である。
【図2】本発明に係る嵌合組立材の一部破砕した側面図
である。
【図3】本発明の実施に使用する傾斜圧延機を示す模式
図である。
【図4】図3のIV─IV線による正面図である。
【図5】本発明の実施に使用する傾斜圧延機の傾斜角β
を示す側面図である。
【図6】本発明によって製造される異材管継手の一部断
面側面図である。
【図7】本発明に係る他の嵌合組立材の嵌合組立材の正
面断面図である。
【図8】本発明に係る他の嵌合組立材の一部破砕した側
面図である。
【図9】接合強度即ち剪断強度を調べる方法を示す模式
的断面図である。
【図10】耐食性を調べるための腐食試験片の形状を示
す正面図及び側面図である。
【符号の説明】
1,2,3 ロール 4 傾斜圧延機 10 嵌合組立材 11, 21 内層材 12, 22 中間層材 13, 23 外層材 14 タンタル層 16 クラッド管 17 異材管継手
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】一般に、原子プラントには高耐食性の
ステンレス鋼またはインコネル(商品名) 等のニッケル
基合金と、純ジルコニウム,ジルカロイ等のジルコニウ
ム合金( 以下ジルコニウム系材料と総称する) または、
純チタン,Ti-5%Ta等のチタン合金( 以下チタン系材料
と総称する) との異材管継手が使用されている。特にジ
ルコニウム系材料,チタン系材料は耐食性に優れてお
り、また熱中性子吸収断面積が極めて小さいので強酸液
回収装置,原子炉等の材料として利用されている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る異材管継
手の製造方法は、軸方向両端部の夫々が異種類の金属管
からなる異材管継手の製造方法において、変形抵抗が大
きい金属からなる内層材及び外層材と、変形抵抗が小さ
い金属からなる中間層材とを、前記中間材を内層材と
外層材との間に介在せしめて嵌合し、複合管材を形成す
る工程と、該複合管材を加熱する工程と、3個または4
個のロールを備える傾斜圧延機を用い、1.05〜1.25の延
伸比で圧延してクラッド管を形成する工程と、該クラッ
ド管の一端側で外層材または内層材を残存させて残りを
除去する工程と、他端側で中間層材を残存させて残りを
除去する工程とを有することを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】第2発明に係る異材管継手の製造方法は、
第1発明において、前記内層材及び外層材にステンレス
鋼またはニッケル基合金を用い、前記中間層材にアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金を用いて形成された前記
複合管材を 450℃乃至 620℃に加熱することを特徴とす
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】第3発明に係る異材管継手の製造方法は、
軸方向両端部の夫々が異種類の金属管からなる異材管継
手の製造方法において、変形抵抗が大きい金属からなる
内層材及び外層材と、変形抵抗が小さい金属からなる中
間層材とを、前記中間材を内層材と外層材との間に介
在せしめ、前記内層材と中間層材との間及び中間層材と
外層材との間にタンタル層を夫々介在せしめて嵌合し、
複合管材を形成する工程と、該複合管材を加熱する工程
と、3個または4個のロールを備える傾斜圧延機を用
い、1.05〜1.25の延伸比で圧延してクラッド管を形成す
る工程と、該クラッド管の一端側で外層材または内層材
を残存させて残りを除去する工程と、他端側で中間層材
を残存させて残りを除去する工程とを有することを特徴
とする。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】第4発明に係る異材管継手の製造方法は、
前記内層材及び外層材にステンレス鋼またはニッケル基
合金を用い、前記中間層材にジルコニウム系材料または
チタン系材料を用いて形成された前記複合管材を 800℃
乃至1200℃に加熱することを特徴とする。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】第2発明の異材管継手の製造方法では、第
1発明に加えて、内層材及び外層材にステンレス鋼また
はニッケル基合金を用い、これらよりも変形抵抗が小さ
いアルミニウムまたはアルミニウム合金を中間層材に用
い、中間層材への圧縮応力を同種の金属である内層材及
び外層材により内外面から作用させて接合性を良好にす
る。また、加熱温度が 450℃乃至 620℃であるので、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金が溶融することがな
い。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】第4発明の異材管継手の製造方法では、第
3発明に加えて、内層材及び外層材にステンレス鋼また
はニッケル基合金を用い、これらよりも変形抵抗が小さ
いジルコニウム系材料またはチタン系材料を中間層材に
用い、夫々の接合界面にタンタル層を設けて、中間層材
への圧縮応力を同種の金属である内層材及び外層材によ
り内外面から作用させて接合性を良好にする。また、加
熱温度が 800℃乃至1200℃であるので、タンタル層の接
合界面にタンタル−鉄系またはタンタル−ニッケル系の
脆い又は耐食性に劣る金属間化合物が生じることがな
い。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【実施例】以下本発明をこれを示す図面に基づき具体的
に説明する。図1は本発明に係る嵌合組立材の正面断面
図、図2はその一部破砕した側面図であり、図中10は嵌
合組立材を示す。嵌合組立材10は、ステンレス鋼または
ニッケル基合金からなる筒状の内層材11の外側にジルコ
ニウム系材料またはチタン系材料からなる筒状の中間層
材12を嵌合させ、さらに、その外面側にステンレス鋼ま
たはニッケル基合金からなる筒状の外層材13を嵌合させ
て、夫々の接合面にTa箔からなるタンタル層14を介在せ
しめてなる。この嵌合した状態で内層材11と外層材13と
の間を真空状態(1×10-1Torr以下) とした後、嵌合組立
材10の中間層材12の両端にリング状の蓋部材15を嵌装し
て内層材11と外層材13との間を密閉し、図示しない加熱
炉にて加熱した後、傾斜圧延機へ送給する。ここで、内
層材11と外層材13との間を真空状態にするのは、この嵌
合組立材10を加熱したときに接合界面に酸化物が形成さ
れるのを回避するためである。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】以上の如き製造工程において形成される嵌
合組立材10にあっては、内層材11と中間層材12との接合
面及び中間層材12と外層材13との接合面夫々にタンタル
層14を設けている。タンタルは異種金属材料間で有害な
金属間化合物の形成を抑制するので、タンタル層14を設
けることにより接合強度、耐食性が向上する。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】次に延伸比について述べる。L/L0 が1.
25をえると複合組立材10がロール1,2,3 の間に張り出
して、圧延途中の合組立材10の断面形状が三角形〜五
角形の多角形となり、またフレアリング現象が生じて圧
延ができなくなるからである。また、L/L0 が1.05未
満では、クラッド16の接合界面夫々の接合性及び接合
強度が悪化するからである。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】上記の理由によって、本発明にあっては軸
対称加工法である傾斜圧延法を採用しており、従来の孔
型圧延法では不足していた接合強度を十分な強度まで高
め得るように、嵌合組立材10を傾斜圧延する。その結
果、800 ℃〜1200℃に加熱した嵌合組立材10の金属界面
で拡散が促進されて拡散接合が可能になる。また、この
熱間傾斜圧延によって若干の金属間化合物が形成された
場合でも、接合界面に作用する円周方向の剪断歪によっ
て金属間化合物層の厚みが薄肉化され、接合性に優れた
クラッド管16を製造できる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】また、3個または4個のコーン型ロールを
有する傾斜圧延機を用いる理由は、2個のロールを有す
る傾斜圧延機を用いた場合は、嵌合組立材10の断面形状
が楕円になり、圧延中に円形断面形状を保持することが
困難になるためである。また、5個以上のロールを備え
る傾斜圧延機は、機械設計上ロールを保持するチョック
(chock) 部でのベアリング等の選定が困難であり、実
用的ではない。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】図7は本発明の他の実施例の嵌合組立材の
正面断面図、図はその一部破砕した側面図であり、図
中20は嵌合組立材を示す。嵌合組立材20は、ステンレス
鋼またはニッケル基合金からなる筒状の内層材21の外側
に純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる筒状
の中間層材22を嵌合させ、さらに、その外面側にステン
レス鋼またはニッケル基合金からなる筒状の外層材23を
嵌合させてなる。上述のジルコニウム系材料またはチタ
ン系材料を用いた実施例では夫々の接合面にTa箔を介在
せしめているが、純アルミニウム, アルミニウム合金の
ような材料はステンレス鋼, ニッケル基合金のような材
料との接合界面に、接合不良を来すような金属間化合物
形成しないので、Ta箔を介在せしめる必要はない。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】このような嵌合組立材20は、内層材21と外
層材23との間を真空状態(1×10-1Torr以下) とした後に
両端をリング状の蓋部材25で密閉し、図示しない加熱炉
にて加熱した後、傾斜圧延機へ送給する。このときの熱
間圧延の設定条件について説明する。 (1) 450 ℃〜 620℃の範囲に加熱すること。 (2) 延伸比(圧延後の長さL/圧延前の長さL0 )は
1.05〜1.25とする。 加熱温度の上限を 620℃としたことは、温度が 660℃を
超えるとアルミニウムが溶融するためである。本発明で
の傾斜圧延では圧延中加工熱が発生するので、これによ
る温度上昇を考慮して加熱温度の上限を 620℃とした。
一方、加熱温度の下限を450 ℃としたのは、金属界面で
両金属を拡散接合させるためであり、450℃に満たない
と拡散接合を十分に行えないからである。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】以上のようにして製造されたクラッド管の
内層材21を全長にわたって除去した後、一端側では中間
層材22を除く他のものを除去し、他端側では外層材23を
除く他のものを除去して異材管継手を形成することによ
り、ステンレス鋼またはニッケル基合金と純アルミニウ
ム又はアルミニウム合金とを異材管継手で継ぐことがで
きる。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】次に、以上の如き方法にて製造された試験
片を用いて行った接合強度試験について述べる。まず、
一端がジルコニウム材料またはチタン材料で、他端
がステンレス鋼である異材管継手についての例を挙げ
る。 数値例1. 外層材13:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 厚みt/外径D=0.053 中間層材12:純Zr, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材11:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068 タンタル層14:純Ta , 厚み0.1mm ×幅100mm の箔
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】 数値例2. 外層材13:SUS304L,外径97.3mm×内径87.0mm×長さ300mm の管 t/D=0.053 中間層材12:Ti−5%Ta, 外径86.4mm×内径76.1mm×長さ290mm の管 t/D=0.06 内層材11:SUS304, 外径75.5mm×内径65.2mm×長さ300mm の管 t/D=0.068 タンタル層14:純Ta , 厚み0.1mm ×幅100mm の箔 なお、夫々の管材の成分を表1及び表2に示す。
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】
【表2】
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】これらを用いて下記の方法で嵌合組立材10
を製作した。内層材11, 中間層材12, 外層材13及びタン
タル層14を脱脂、洗浄したのち、タンタル層14を内層材
11に巻き付け、これを中間層材12に挿入する。次にタン
タル層14を中間層材12に巻き付け、これを外層材13に挿
入する。その両端を内層材11又は外層材13と同じ材料か
らなる段付円盤状の蓋部材15,15(図2参照) で電子ビー
ムにて3×10-3Torrの真空度の状態にして密閉溶接し
た。
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】これらを用いて下記の方法で嵌合組立材を
製作した。内層材21, 中間層材22及び外層材23を脱脂、
洗浄した後に、内層材21を中間層材22に挿入し、これを
外層材23に挿入する。その両端を内層材21又は外層材23
と同じ材料からなる段付円盤状の蓋部材25で電子ビーム
にて3×10-3Torrの真空度の状態にして密閉溶接した。
【手続補正24】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0046
【補正方法】変更
【補正内容】
【0046】このように圧延されたクラッド管の内層材
11とこの内層材に隣接するタンタル層14とを全長にわた
って内削除去し、一端側は外層材13のみを残存させ、他
端側は中間層材12のみを残存させ、所定長さの異材管継
手を得た。図9は、接合強度即ち剪断強度を調べる方法
を示す模式的断面図である。図は数値例1の試供材につ
いて示している。試験片17a は、所定長さの異材管継手
17の外層材13側を一定長さhであり、中間層材12側をそ
の外径Dよりも僅かに小さい外径の円筒部に削径したも
のであり、各試供材について2個づつ作成する。そし
て、中間層材12の外径Dよりも若干大きい直径の円形開
口部を有する支持部材18を、外層材13側の端部がその開
口部の縁部に当接するように配置し、その状態で円筒部
側から押圧力を付与して中間層材12と外層材13とが破断
する荷重Pを測定する。そして、測定された値を(1) 式
に代入し、剪断強度を求めた。その結果を表4に示す。 剪断強度=P/(π×D×h) …(1)
【手続補正25】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0048
【補正方法】変更
【補正内容】
【0048】表4に示す結果から、全ての試供材につい
て、延伸比が1.25をえる例 (ニ)では圧延が不可能で
あることが判る。また延伸比が1.02である例 (イ) で
は、延伸比が1.05である例 (ロ) に比較して剪断強度は
極端に低くなることが判る。従って、高接合強度を有し
て異材管継手を製造するためには、延伸比は1.05以上1.
25以下で行うことが望ましいと言える。
【手続補正26】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正内容】
【0052】その結果、中間層材に純Zr,Ti −5%Ta, 純
アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた全ての試
供材について、t/D=0.090 の数値例7及びt/D=
0.097 の数値例8は外層材と中間層材との間に若干の未
接合部が生じた。一方、t/D=0.065 の数値例5及び
t/D=0.078 の数値例6では、未接合部は生じず、接
合界面の剪断強度は表4の(ヘ)と同程度であり、良好
な圧延が行えたと言える。これらのことから、高接合性
及び高接合強度の異材管継手を製造するためには、
組立材の外層材は外径Dに対する厚みtの比を0.08以下
とすることが望ましいことが判る。
【手続補正27】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0053
【補正方法】変更
【補正内容】
【0053】また、耐食性を調べるべく上述の数値例
1,2について、図10に示すように半円状で幅3mmの
腐食試験片17b を、異材管継手の接合部分を圧延方向と
直交する平面で切断して製作した。図中はクラッド管
16の直径を示している。そして数値例1,2の比較例と
して、タンタル層14を介在させない異材管継手を製作
し、上述と同様に腐食試験片を製作した。
【手続補正28】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】
【数1】
【手続補正29】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正30】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正31】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 誠一郎 茨城県那珂郡東海村大字村松4−33番地 動力炉・核燃料開発事業団 東海事業所内 (72)発明者 永井 崇之 茨城県那珂郡東海村大字村松4−33番地 動力炉・核燃料開発事業団 東海事業所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向両端部の夫々が異種類の金属管か
    らなる異材管継手の製造方法において、変形抵抗が大き
    い金属からなる内層材及び外層材と、変形抵抗が小さい
    金属からなる中間層材とを、前記中間材を内層材と外層
    材との間に介在せしめて嵌合し、複合管材を形成する工
    程と、該複合管材を加熱する工程と、3個または4個の
    ロールを備える傾斜圧延機を用い、1.05〜1.25の延伸比
    で圧延してクラッド管を形成する工程と、該クラッド管
    の一端側で外層材または内層材を残存させて残りを除去
    する工程と、他端側で中間層材を残存させて残りを除去
    する工程とを有することを特徴とする異材管継手の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記内層材及び外層材にステンレス鋼ま
    たはニッケル基合金を用い、前記内層材にアルミニウム
    またはアルミニウム合金を用いて、形成された前記複合
    管材を 450℃乃至 620℃に加熱する請求項1記載の異材
    管継手の製造方法。
  3. 【請求項3】 軸方向両端部の夫々が異種類の金属管か
    らなる異材管継手の製造方法において、変形抵抗が大き
    い金属からなる内層材及び外層材と、変形抵抗が小さい
    金属からなる中間層材とを、前記中間材を内層材と外層
    材との間に介在せしめ、前記内層材と中間層材との間及
    び中間層材と外層材との間にタンタル層を夫々介在せし
    めて嵌合し、複合管材を形成する工程と、該複合管材を
    加熱する工程と、3個または4個のロールを備える傾斜
    圧延機を用い、1.05〜1.25の延伸比で圧延してクラッド
    管を形成する工程と、該クラッド管の一端側で外層材ま
    たは内層材を残存させて残りを除去する工程と、他端側
    で中間層材を残存させて残りを除去する工程とを有する
    ことを特徴とする異材管継手の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記内層材及び外層材にステンレス鋼ま
    たはニッケル基合金を用い、前記中間層材にジルコニウ
    ム系材料またはチタン系材料を用いて、形成された前記
    複合管材を 800℃乃至1200℃に加熱する請求項3記載の
    異材管継手の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記複合管材は、肉厚の外径に対する比
    が0.08以下の外層材を用いる請求項1,2,3又は4記
    載の異材管継手の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100844603B1 (ko) * 2005-12-02 2008-07-07 도시바 기카이 가부시키가이샤 알루미늄 다이캐스팅용 용융물 공급파이프
US7829138B2 (en) 2004-03-22 2010-11-09 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member and method for producing them
US8580187B2 (en) 2006-03-24 2013-11-12 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Melt supply pipe for aluminum die casting
CN110099758A (zh) * 2016-12-23 2019-08-06 山特维克知识产权股份有限公司 用于制造复合材料管的方法
JP2021092312A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 日立金属株式会社 管継手およびその製造方法
CN114042772A (zh) * 2021-11-23 2022-02-15 广州众山精密科技有限公司 一种奥氏体不锈钢d型薄壁管材成型工艺

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10128485A (ja) * 1996-10-31 1998-05-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd スーパーチャージャなどのロータの加工方法
DE19702719C1 (de) * 1997-01-15 1998-04-02 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung eines metallischen Rohrverbinders
DE10331061B4 (de) * 2003-07-09 2005-05-19 Technische Universität Dresden Ringförmige Verbundwerkstücke und Kaltwalzverfahren zu ihrer Fertigung
DK1827727T3 (da) 2004-12-21 2008-09-15 Bergrohr Gmbh Siegen Fremgangsmåde til fremstilling af et flerlagsrör
DE102009060594A1 (de) 2009-12-23 2011-06-30 Eisenbau Krämer GmbH, 57223 Rohr
DE102015111093B4 (de) * 2015-07-09 2020-04-23 Benteler Steel/Tube Gmbh Rund- oder Mehrkantblock zur Herstellung eines nahtlosen warmgewalzten Rohrprodukts, Rohrprodukt sowie Verfahren zur Herstellung eines Rohrprodukts
DE102015111090B3 (de) * 2015-07-09 2016-09-08 Benteler Steel/Tube Gmbh Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen, mehrlagigen Rohrproduktes und Rund- oder Mehrkantblock zur Verwendung bei diesem Verfahren
CN108080436A (zh) * 2017-11-13 2018-05-29 安徽天潭金属材料有限公司 一种新式复合铝管的生产方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH069749B2 (ja) * 1988-12-02 1994-02-09 住友金属工業株式会社 異材継手の製造方法
JPH066234B2 (ja) * 1989-07-04 1994-01-26 日本鋼管株式会社 チタンクラッド材の製造方法
JPH0471636A (ja) 1990-07-09 1992-03-06 Tokyo Electric Power Co Inc:The 原料溶解装置
FR2688232B1 (fr) * 1992-03-04 1994-04-22 Cezus Co Europ Zirconium Procede de fabrication de tubes a base de zirconium formes de couches de composition differente.
JP3079781B2 (ja) 1992-06-26 2000-08-21 住友化学工業株式会社 樹脂組成物

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7829138B2 (en) 2004-03-22 2010-11-09 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member and method for producing them
US8349468B2 (en) 2004-03-22 2013-01-08 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member
KR100844603B1 (ko) * 2005-12-02 2008-07-07 도시바 기카이 가부시키가이샤 알루미늄 다이캐스팅용 용융물 공급파이프
US8333920B2 (en) 2005-12-02 2012-12-18 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Melt supply pipe for aluminum die casting
US8771789B2 (en) 2005-12-02 2014-07-08 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Method for producing melt supply pipe for aluminum die casting
US8580187B2 (en) 2006-03-24 2013-11-12 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Melt supply pipe for aluminum die casting
CN110099758A (zh) * 2016-12-23 2019-08-06 山特维克知识产权股份有限公司 用于制造复合材料管的方法
JP2020508873A (ja) * 2016-12-23 2020-03-26 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 複合管の製造方法
US11054065B2 (en) 2016-12-23 2021-07-06 Sandvik Intellectual Property Ab Method for manufacturing a composite tube
CN110099758B (zh) * 2016-12-23 2022-03-08 山特维克知识产权股份有限公司 用于制造复合材料管的方法
JP2021092312A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 日立金属株式会社 管継手およびその製造方法
CN114042772A (zh) * 2021-11-23 2022-02-15 广州众山精密科技有限公司 一种奥氏体不锈钢d型薄壁管材成型工艺

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