JPS58197221A - 管フランジの製造方法 - Google Patents
管フランジの製造方法Info
- Publication number
- JPS58197221A JPS58197221A JP7912182A JP7912182A JPS58197221A JP S58197221 A JPS58197221 A JP S58197221A JP 7912182 A JP7912182 A JP 7912182A JP 7912182 A JP7912182 A JP 7912182A JP S58197221 A JPS58197221 A JP S58197221A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flange
- pipe flange
- pipe
- heat treatment
- boundary
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、管部とフランジとの境界部の強度を高くした
管フランジの製造方法に関する。
管フランジの製造方法に関する。
第１図は管フランジ給合体であって、はめ込み形管７ラ
ンジｉｌ＋および管フランジ（２；との間にガスケツｌ
’ （３） ’Ｉｋはさみ、ボルト（４）およびナツト
（５）でフランジ部（ｌａ）およびフランジ部（２ａ）
とを締付けたものである。管内の流体の外部への漏れ、
または外部からの異物の浸入するのを防ぐためボルト（
４）、ナツト（５）は強固に締付けるので、フランジ部
（１ａ）、（２ａ）と管部（１ｂ）、（２ｂ）との境界
部（１ｃ）、（２ｃ）には太きな曲げ応力が生じる。更
に管内を流体が流れると、内圧変動や振動が生じてこれ
らの外的負荷により管フランジ＋１１、（２）には繰返
し曲げ応力が作用して管フランジ＋Ｉ＋、（２）やボル
ト（４）が破壊し大事故となることがある。管フランジ
＋１１、（２）が破壊する場合には境界部（１ｃ）ある
いは（２ｃ）の円弧部で起る場合がほとんどである。
ンジｉｌ＋および管フランジ（２；との間にガスケツｌ
’ （３） ’Ｉｋはさみ、ボルト（４）およびナツト
（５）でフランジ部（ｌａ）およびフランジ部（２ａ）
とを締付けたものである。管内の流体の外部への漏れ、
または外部からの異物の浸入するのを防ぐためボルト（
４）、ナツト（５）は強固に締付けるので、フランジ部
（１ａ）、（２ａ）と管部（１ｂ）、（２ｂ）との境界
部（１ｃ）、（２ｃ）には太きな曲げ応力が生じる。更
に管内を流体が流れると、内圧変動や振動が生じてこれ
らの外的負荷により管フランジ＋１１、（２）には繰返
し曲げ応力が作用して管フランジ＋Ｉ＋、（２）やボル
ト（４）が破壊し大事故となることがある。管フランジ
＋１１、（２）が破壊する場合には境界部（１ｃ）ある
いは（２ｃ）の円弧部で起る場合がほとんどである。
かかる事故を防止するためにはフランジ部（１ａ）、（
２ａ）を厚くしたり、ボルト（４）の強度を高める方法
が一般に採られるが、材料費がかさみ、重−量が犬とな
り、価格も高くなる。そこで、境界部（１ｃ）、（２ｃ
）に表面硬化熱処理等を施し強度を局部的に高くする方
法があシ、熱処理としては従来は一般に浸炭焼入れが主
に行なわれている。
２ａ）を厚くしたり、ボルト（４）の強度を高める方法
が一般に採られるが、材料費がかさみ、重−量が犬とな
り、価格も高くなる。そこで、境界部（１ｃ）、（２ｃ
）に表面硬化熱処理等を施し強度を局部的に高くする方
法があシ、熱処理としては従来は一般に浸炭焼入れが主
に行なわれている。
し〃１しながら、管７ランジは適用配管の圧力に応じて
種々の材料が用いられ、熱処理性に大きく影響する炭素
量が種々異なっている。浸炭焼入れは低炭素鋼材料の表
面への炭素拡散速度が極めて遅いため焼入れを終るまで
に長時間を費す上、工程も多く経済性が極めて悪い。ま
た材料表面への炭素拡散現象を利用している念め形状に
不連続部等があると滲炭の程度にばらつきが出やすく信
頼性に欠ける。さらに浸炭焼入れは焼入温度から水など
の冷却剤に浸漬し急速に冷却するため、熱処理歪が極め
て大きく焼割れも発生しやすいなどの欠点があった。
種々の材料が用いられ、熱処理性に大きく影響する炭素
量が種々異なっている。浸炭焼入れは低炭素鋼材料の表
面への炭素拡散速度が極めて遅いため焼入れを終るまで
に長時間を費す上、工程も多く経済性が極めて悪い。ま
た材料表面への炭素拡散現象を利用している念め形状に
不連続部等があると滲炭の程度にばらつきが出やすく信
頼性に欠ける。さらに浸炭焼入れは焼入温度から水など
の冷却剤に浸漬し急速に冷却するため、熱処理歪が極め
て大きく焼割れも発生しやすいなどの欠点があった。
本考案は上記欠点に鑑みなされたもので、迅速に表面硬
化熱処［をし、熱処理ひずみが極めて少なく、かつ焼割
れの発生しない管フランジの製造方法を提供することを
目的とする。
化熱処［をし、熱処理ひずみが極めて少なく、かつ焼割
れの発生しない管フランジの製造方法を提供することを
目的とする。
すなわち、背部とフランジ部との境界部表面に高エネル
ギー密度熱線を照射して熱処理をすることによって、高
強度にするものである。
ギー密度熱線を照射して熱処理をすることによって、高
強度にするものである。
以下不発明を図面に示す一実施例について説明する。第
２図において、（６）けレーザ光（７ａ） ｋ 発生す
るレーザ発振器、（８）はレーザ光（７ａ） ｌ集束し
レーザ光（７ｂ）にするレンズ、（９）はレーザ光（７
ｂ）を反射しレーザ光（７ｃ）にし管フランジ（１）の
境界部（１ｃ）に照射するミラー、ＯＱはレーザ光（７
ｃ）が境界部（１ｃ）の表面に一様に照射するように回
転する回転装置、（１１）は回転装置ＯＱとレーザ発振
器（６）とを制御する制御装置である。
２図において、（６）けレーザ光（７ａ） ｋ 発生す
るレーザ発振器、（８）はレーザ光（７ａ） ｌ集束し
レーザ光（７ｂ）にするレンズ、（９）はレーザ光（７
ｂ）を反射しレーザ光（７ｃ）にし管フランジ（１）の
境界部（１ｃ）に照射するミラー、ＯＱはレーザ光（７
ｃ）が境界部（１ｃ）の表面に一様に照射するように回
転する回転装置、（１１）は回転装置ＯＱとレーザ発振
器（６）とを制御する制御装置である。
レーザ発振器（６） ＃ｉ管フランジｆｉ＋に表面硬化
熱処理を行なうに必要なエネルギー全供給し、本実施例
においては炭酸ガスレーザ金使用する。レーザ発振器（
６）の発生したレーザ光（７ａ）はレンズ（８）で表面
硬化熱処理が可能なエネルギー密度まで集束され、回転
装置ＱＯＩＫｊりて管フランジ（１）の境界部（１ｃ）
に沿って連続的に表面硬化熱処理を行なうものである。
熱処理を行なうに必要なエネルギー全供給し、本実施例
においては炭酸ガスレーザ金使用する。レーザ発振器（
６）の発生したレーザ光（７ａ）はレンズ（８）で表面
硬化熱処理が可能なエネルギー密度まで集束され、回転
装置ＱＯＩＫｊりて管フランジ（１）の境界部（１ｃ）
に沿って連続的に表面硬化熱処理を行なうものである。
制御装置０υは熱処理条件を適正に行なうためにレーザ
光の密度、発生時間、管フランジ（１）の回転速度等を
制御する。
光の密度、発生時間、管フランジ（１）の回転速度等を
制御する。
次に作用を説明する。本実施例に用いるレーザ光はエネ
ルギー密度が１０４〜１０’Ｗ／７と極めて高く集束で
きる。したがってレーザ光の照射を受けた領域は急速に
加熱され、また照射を止めた後は熱は加熱部に比べては
るかに大きい体積を占める母材側に速やかに拡散するの
で、加熱部は急速に冷却される。この結果７ランジのレ
ーザ光の照射を受けた部分は急熱急冷されて、局部的に
焼入れされ表面硬化層が得られる。
ルギー密度が１０４〜１０’Ｗ／７と極めて高く集束で
きる。したがってレーザ光の照射を受けた領域は急速に
加熱され、また照射を止めた後は熱は加熱部に比べては
るかに大きい体積を占める母材側に速やかに拡散するの
で、加熱部は急速に冷却される。この結果７ランジのレ
ーザ光の照射を受けた部分は急熱急冷されて、局部的に
焼入れされ表面硬化層が得られる。
第３図は軟鋼８２０Ｃの管フランジｆｉ＋の境界部（１
ｃ）にレーザ光を照射したフランジ部（１ａ）の表面硬
化層（ｌｄ）’を示し、Ｘ −ｘＡｌ：沿う断面のかた
さ分布を第４図に示す。第４図において横軸は表面から
の距離、縦軸はかたさ、０２は従来のかたさ分布曲線、
０３は本実施例のかたさ分布曲線を示し。
ｃ）にレーザ光を照射したフランジ部（１ａ）の表面硬
化層（ｌｄ）’を示し、Ｘ −ｘＡｌ：沿う断面のかた
さ分布を第４図に示す。第４図において横軸は表面から
の距離、縦軸はかたさ、０２は従来のかたさ分布曲線、
０３は本実施例のかたさ分布曲線を示し。
本実施例のかたさ分布は表面に近接する部分はかたさが
大きくなっている。かたさと引張強さとは比例関係にあ
り、かたさが大きいと引張強さが大きいので従来品より
も強くなっており、よシ高圧力に耐えられることＫなる
。また引張強さが大きいと繰返し負荷に対する強度も大
きい。
大きくなっている。かたさと引張強さとは比例関係にあ
り、かたさが大きいと引張強さが大きいので従来品より
も強くなっており、よシ高圧力に耐えられることＫなる
。また引張強さが大きいと繰返し負荷に対する強度も大
きい。
第５図は管フランジをボルトとナツトによシ締結した管
フランジ給合体に繰返し引張荷重を加えて疲労破壊試験
をした実験結果を示す彼方曲線図でありて、試験はボル
トが破壊することのないように強度の大きいボルトヲ使
用している。
フランジ給合体に繰返し引張荷重を加えて疲労破壊試験
をした実験結果を示す彼方曲線図でありて、試験はボル
トが破壊することのないように強度の大きいボルトヲ使
用している。
第５図において、縦軸は負荷した試験荷重、横軸は破壊
までに要した負荷の繰返し数でそれぞれ対数目盛で表示
し、■は従来の管フランジの繰返し特性曲線、（ｌ！１
９は本実施例の管フランジの繰返し特性曲線を示す。例
えば試験荷重Ｐｔ’における繰返し数は、本実施例のＮ
２は従来Ｎ、 Ｋ比べて約１０倍以上に延長されている
。
までに要した負荷の繰返し数でそれぞれ対数目盛で表示
し、■は従来の管フランジの繰返し特性曲線、（ｌ！１
９は本実施例の管フランジの繰返し特性曲線を示す。例
えば試験荷重Ｐｔ’における繰返し数は、本実施例のＮ
２は従来Ｎ、 Ｋ比べて約１０倍以上に延長されている
。
また本実施例によればレーザ光照射によりフランジ加工
時に生じた境界部のバイトきず等の微少な応力集中源は
表面をわずかに溶かすこと釦よってなくすことができ、
破骨強度の低下を防ぐことができる。
時に生じた境界部のバイトきず等の微少な応力集中源は
表面をわずかに溶かすこと釦よってなくすことができ、
破骨強度の低下を防ぐことができる。
管フランジの材料は軟鋼８２０−Ｃだけでなく、各種の
炭素鋼が用いられ、材料の炭素量と破骨限度との関係を
試験により求めた結果を第６図に示す。第６図において
、横軸は炭素量、縦軸は破骨限度、（Ｌｅは従来の管７
ンンジの特性曲線、ａηは本実施例の管フランジの特性
曲線であって、どの炭素置においても本実飾品は従来品
よりも強くなっている。
炭素鋼が用いられ、材料の炭素量と破骨限度との関係を
試験により求めた結果を第６図に示す。第６図において
、横軸は炭素量、縦軸は破骨限度、（Ｌｅは従来の管７
ンンジの特性曲線、ａηは本実施例の管フランジの特性
曲線であって、どの炭素置においても本実飾品は従来品
よりも強くなっている。
なお本実施例ではレーザ光照射による管フランジの製造
方法を示したが、他の実施例として高エネルギー密度熱
源である電子ビーム等を用いても同じ作用を得ることが
できる。
方法を示したが、他の実施例として高エネルギー密度熱
源である電子ビーム等を用いても同じ作用を得ることが
できる。
以上のように本発明によれば、管フランジの製造方法に
おいて管部とフランジ部の境界部の表面に高エネルギー
密度熱線を照射して熱処理するようにしたので、境界部
はかたさが大になり引張荷重が大で繰返し負荷に対する
強度も大きくなる。
おいて管部とフランジ部の境界部の表面に高エネルギー
密度熱線を照射して熱処理するようにしたので、境界部
はかたさが大になり引張荷重が大で繰返し負荷に対する
強度も大きくなる。
従って内圧変動や振動による応力繰返しに対する疲労寿
命が長く、熱処理による歪が小さいので再仕上、歪矯正
等の必要がなく、しかも熱処理において加熱炉、冷却剤
を用いないので作業環境を悪化させず、管フランジの結
合の信頼性金高めることができる。また、従来の管フラ
ンジと同等の強度とするには薄肉とすることができるな
どのすぐれた効果がある。
命が長く、熱処理による歪が小さいので再仕上、歪矯正
等の必要がなく、しかも熱処理において加熱炉、冷却剤
を用いないので作業環境を悪化させず、管フランジの結
合の信頼性金高めることができる。また、従来の管フラ
ンジと同等の強度とするには薄肉とすることができるな
どのすぐれた効果がある。
第１図は管フランジケボルトで締結した管フランジ結合
体を示す縦断面図、第２図は本発明の管フランジの製造
方法の一実施例における熱処理状態全示す構成図、第３
図は第２図の要部の硬化層を示す縦断面図、第４図は第
３図のＸ−Ｘ線に沿うかたさ分布図、第５図は疲労試験
特性曲線図、第６図は異なった材料の疲労限度特性曲線
図である。 （１）・・・管フランジ （１ａ）・・・フランジ
部（１ｂ）・・・管 部 （１ｃ）・・・境界部
（６） ・・・レーザ発振器 （７ａ）、（７ｂ）、
（７ｃ）−レーザ光（８）・・・レンズ （
９）・・・ミラーＯＱ・・・回転装置 （１υ
・・・制御装置代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図
体を示す縦断面図、第２図は本発明の管フランジの製造
方法の一実施例における熱処理状態全示す構成図、第３
図は第２図の要部の硬化層を示す縦断面図、第４図は第
３図のＸ−Ｘ線に沿うかたさ分布図、第５図は疲労試験
特性曲線図、第６図は異なった材料の疲労限度特性曲線
図である。 （１）・・・管フランジ （１ａ）・・・フランジ
部（１ｂ）・・・管 部 （１ｃ）・・・境界部
（６） ・・・レーザ発振器 （７ａ）、（７ｂ）、
（７ｃ）−レーザ光（８）・・・レンズ （
９）・・・ミラーＯＱ・・・回転装置 （１υ
・・・制御装置代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 管部とフランジ部との境界部表面に高エネルギー密度熱
ｆｉ！’Ｉｚ照射して熱処理することを特徴とする管フ
ランジの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7912182A JPS58197221A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 管フランジの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7912182A JPS58197221A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 管フランジの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197221A true JPS58197221A (ja) | 1983-11-16 |
Family
ID=13681091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7912182A Pending JPS58197221A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 管フランジの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197221A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106967868A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-07-21 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺 |
| EP2756971B1 (en) * | 2011-09-14 | 2018-07-04 | Y-tec Corporation | Hollow member and method for manufacturing hollow member |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP7912182A patent/JPS58197221A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2756971B1 (en) * | 2011-09-14 | 2018-07-04 | Y-tec Corporation | Hollow member and method for manufacturing hollow member |
| CN106967868A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-07-21 | 昆山鑫昌泰模具科技有限公司 | 汽车冲压模具特征线的激光淬火工艺 |
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