JPS5830375B2 - 鋼管の円周溶接部残留応力の低減方法 - Google Patents
鋼管の円周溶接部残留応力の低減方法Info
- Publication number
- JPS5830375B2 JPS5830375B2 JP14737678A JP14737678A JPS5830375B2 JP S5830375 B2 JPS5830375 B2 JP S5830375B2 JP 14737678 A JP14737678 A JP 14737678A JP 14737678 A JP14737678 A JP 14737678A JP S5830375 B2 JPS5830375 B2 JP S5830375B2
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- Japan
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- residual stress
- temperature
- pipe
- steel pipe
- welding
- Prior art date
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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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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、突合せ溶接された鋼管接合部の残留応力を
低減する方法に関する。
低減する方法に関する。
鋼管接合部の残留応力を低減する方法には、一般に応力
除去焼な筐し法が採用されている。
除去焼な筐し法が採用されている。
この方法は、残留応力を確実に低減し得る効果があり、
又溶接部の硬度低下等の冶金的改善効果が期待できるた
め、最も望ましい方法である。
又溶接部の硬度低下等の冶金的改善効果が期待できるた
め、最も望ましい方法である。
しかし、突合せ溶接後の鋼管全体を焼な筐しすることは
事実上困難であるため、工場に釦ける溶接にしろ、パイ
プライン等の配管溶接にしろ、接合後の円周溶接部残留
応力除去法としては、溶接部近傍のみを焼なましする局
部焼な筐し法が行われている。
事実上困難であるため、工場に釦ける溶接にしろ、パイ
プライン等の配管溶接にしろ、接合後の円周溶接部残留
応力除去法としては、溶接部近傍のみを焼なましする局
部焼な筐し法が行われている。
しかし、この方法は昇温、保温、降温に長時間を要し作
業時間が長くなるとともに、局部加熱による不均一な温
度分布のため、焼な芽し終了時の冷却途上で溶接技留応
力に匹敵する新たな残留応力を誘起しやすい。
業時間が長くなるとともに、局部加熱による不均一な温
度分布のため、焼な芽し終了時の冷却途上で溶接技留応
力に匹敵する新たな残留応力を誘起しやすい。
この発明は、突合せ溶接後の円周溶接部残留応力除去に
用いられる局部応力除去焼なまし法のもつ利点、すなわ
ち作業の簡素化と加熱装置の小型化を有効に利用すると
ともに、その欠点である局部加熱による不均一な温度分
布に起因する応力除去焼なまし後の新たな残留応力の発
生を極力防ぎ、かつ短時間に処理できる鋼管の円周溶接
部残留応力の低減方法を提案するものである。
用いられる局部応力除去焼なまし法のもつ利点、すなわ
ち作業の簡素化と加熱装置の小型化を有効に利用すると
ともに、その欠点である局部加熱による不均一な温度分
布に起因する応力除去焼なまし後の新たな残留応力の発
生を極力防ぎ、かつ短時間に処理できる鋼管の円周溶接
部残留応力の低減方法を提案するものである。
すなわち、この発明は、鋼管の突合せ円周溶接部及びそ
の近傍を溶接終了後に最高温度が５８０〜７００℃にな
るように加熱し、その最高加熱温度域が溶接線を中心に
左右に管の肉厚の５倍以上の範囲に保つか、又はその最
高加熱温度域の外側で４５０’（Ｊ：達する位置と溶接
線との距離を溶接線の左右にそれぞれ管の肉厚の１０倍
以上に保ち、管の厚さ方向に均一な温度分布を与えるよ
うに熱処理して残留応力を低減するのである。
の近傍を溶接終了後に最高温度が５８０〜７００℃にな
るように加熱し、その最高加熱温度域が溶接線を中心に
左右に管の肉厚の５倍以上の範囲に保つか、又はその最
高加熱温度域の外側で４５０’（Ｊ：達する位置と溶接
線との距離を溶接線の左右にそれぞれ管の肉厚の１０倍
以上に保ち、管の厚さ方向に均一な温度分布を与えるよ
うに熱処理して残留応力を低減するのである。
従来の暁なまし方法は、最高温度に達した後、所定時間
保持するもので、しかも昇温釦よび降温にも十分な時間
をかけていた。
保持するもので、しかも昇温釦よび降温にも十分な時間
をかけていた。
この発明方法は、かかる従来の局部焼なまし法と異なり
、前記最高加熱温度域にかける温度分布又は最高加熱は
度域から４５０’Ｃの温度域までの温度分布を適正に制
御すれば、加熱速度を制限する必要がなく、又その加熱
温度に保持する必要がなく、したがって、加熱後は直ち
に空冷により冷却することが可能である、という新しい
知見に基づくものである。
、前記最高加熱温度域にかける温度分布又は最高加熱は
度域から４５０’Ｃの温度域までの温度分布を適正に制
御すれば、加熱速度を制限する必要がなく、又その加熱
温度に保持する必要がなく、したがって、加熱後は直ち
に空冷により冷却することが可能である、という新しい
知見に基づくものである。
もちろん、加熱温度にある時間保持しても残留応力低減
の効果に悪影響を及ぼすことはない。
の効果に悪影響を及ぼすことはない。
又、特許請求の範囲第１項釦よび第２項の条件が同時に
満たされるような熱処理であっても差支えないのは勿論
である。
満たされるような熱処理であっても差支えないのは勿論
である。
この発明に釦ける最高加熱温度は、５８０℃未満では応
力除去の効果がないため、５８０℃以上の温度に加熱す
る必要があるが、７００℃を越えて高温にしても応力除
去の効果は変りない。
力除去の効果がないため、５８０℃以上の温度に加熱す
る必要があるが、７００℃を越えて高温にしても応力除
去の効果は変りない。
したがって、５８０〜７００℃の温度域に限定した。
又最高加熱温度域は、溶接部近傍に与えた種々の温度分
布と熱処理後の管内面の残留応力値との関係について検
討した結果に基いて規制した。
布と熱処理後の管内面の残留応力値との関係について検
討した結果に基いて規制した。
すなわち、第１表に寸法及び機械的性質を示した鋼管の
接合部を突合せ円周溶接し、溶接終了後に溶接部及びそ
の近傍を最高温度６２５℃で加熱し、最高加熱温度範囲
及び溶接線と近傍の４５０℃位置との温度勾配を種々変
えて残留応力を測定した。
接合部を突合せ円周溶接し、溶接終了後に溶接部及びそ
の近傍を最高温度６２５℃で加熱し、最高加熱温度範囲
及び溶接線と近傍の４５０℃位置との温度勾配を種々変
えて残留応力を測定した。
その結果を第１図及び第２図に示す。第１表に示す鋼管
を円周溶接すると、溶接条件にかかわらず溶接線近傍に
は高い残留応力が生じ、特に鋼管内面にかいてその値は
大きい。
を円周溶接すると、溶接条件にかかわらず溶接線近傍に
は高い残留応力が生じ、特に鋼管内面にかいてその値は
大きい。
この工うな鋼管の溶接線上を第１図に示す種々の温度分
布を与えて熱処理し、熱処理終了後に溶接部近傍内崩の
最大残留応力値と熱処理条件の関係を示したのが第２図
である。
布を与えて熱処理し、熱処理終了後に溶接部近傍内崩の
最大残留応力値と熱処理条件の関係を示したのが第２図
である。
上記結果より、最高加熱温度域は溶接線より左右にそれ
ぞれ管の肉厚の５倍以上で（第２図Ａ）、また温度勾配
は溶接線と４５０℃になる位置との距離が左右にそれぞ
れ管の肉厚の１０倍以上で（第２図Ｂ）、それぞれ残留
応力は最低を示し、これ以上加熱中を広げても、また温
度勾配を緩めても、より以上の残留応力の低減効果は得
られず、この発明による熱処理条件で最大の残留応力除
去効果が得られることがわかる。
ぞれ管の肉厚の５倍以上で（第２図Ａ）、また温度勾配
は溶接線と４５０℃になる位置との距離が左右にそれぞ
れ管の肉厚の１０倍以上で（第２図Ｂ）、それぞれ残留
応力は最低を示し、これ以上加熱中を広げても、また温
度勾配を緩めても、より以上の残留応力の低減効果は得
られず、この発明による熱処理条件で最大の残留応力除
去効果が得られることがわかる。
次に、この発明の実施例について説明する。
第２表に寸法、化学成分及び機械的性質を示した鋼管を
それぞれ突合せ円周溶接した後、溶接部及びその近傍を
第３表に諸元を示した高周波誘導加熱装置を使い第３図
中に示したコイル配置および第３表に示す条件で熱処理
を行った。
それぞれ突合せ円周溶接した後、溶接部及びその近傍を
第３表に諸元を示した高周波誘導加熱装置を使い第３図
中に示したコイル配置および第３表に示す条件で熱処理
を行った。
この際、鋼管の厚さ方向中心に熱電対を埋設して熱処理
時の温度分布を測定した。
時の温度分布を測定した。
その結果を第３図に示す。
第３図Ａｉ−よびＢより、両鋼管とも所要の温度分布を
もって加熱されていることがわかる。
もって加熱されていることがわかる。
この熱処理後の管内拵溶接部の最大残留応力値を歪ゲー
ジを用いた切り出し法により測定した結果を第４表に示
す。
ジを用いた切り出し法により測定した結果を第４表に示
す。
この結果より、溶接状態で最大６０に９／ａｍ２の値を
示した溶接残留応力は、この発明の実施により約１５Ｋ
ｙ／ａｍ２程度筐で著しく低減していることがわかる。
示した溶接残留応力は、この発明の実施により約１５Ｋ
ｙ／ａｍ２程度筐で著しく低減していることがわかる。
上記実施例からもわかるとかり、この発明方法によ＝［
最高加熱温度の巾、又は／釦よび最高加熱温度（溶接線
）から４５０℃の温度の位置普での温度勾配を調整する
という比較的簡易な方法で、きわめて効果的な応力除去
焼な筐しが実施できる。
最高加熱温度の巾、又は／釦よび最高加熱温度（溶接線
）から４５０℃の温度の位置普での温度勾配を調整する
という比較的簡易な方法で、きわめて効果的な応力除去
焼な筐しが実施できる。
従来の方法では、最高加熱温度での保持時間だけでも約
３０分を要していたが、この発明方法では全処理時間が
わずか数分で済み、特にパイプライン建設現場等での作
業能率の向上に大なる効果がある。
３０分を要していたが、この発明方法では全処理時間が
わずか数分で済み、特にパイプライン建設現場等での作
業能率の向上に大なる効果がある。
第１図は最高加熱温度６２５℃に加熱した場合の最高加
熱温度範囲Ａ図及び溶接線と４５０℃位置との温度勾配
Ｂ図を示す図表、第２図は第１図Ａ［ｂける残留応力Ａ
図及び第１図ＢＶｃｈける残留応力を示す図表、第３図
はこの発明を９ｔＸ３１８φ鋼管Ａ図及び１８ｔＸ７２
０φ鋼管Ｂ図に実施した場合の熱処理時の温度分布を示
す図表である。
熱温度範囲Ａ図及び溶接線と４５０℃位置との温度勾配
Ｂ図を示す図表、第２図は第１図Ａ［ｂける残留応力Ａ
図及び第１図ＢＶｃｈける残留応力を示す図表、第３図
はこの発明を９ｔＸ３１８φ鋼管Ａ図及び１８ｔＸ７２
０φ鋼管Ｂ図に実施した場合の熱処理時の温度分布を示
す図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋼管の突合ぜ円周溶接部及びその近傍を溶接終了後
に最高温度５８０〜７００℃の範囲で加熱し、その最高
加熱温度域を溶接線を中心に左右にそれぞれ管の肉厚の
５倍以上に保ち、管の厚さ方向に均一な温度分布を与え
るよう熱処理することを特徴とする鋼管の円周溶接部残
留応力の低減方法。 ２ 鋼管の突合せ円周溶接部及びその近傍を溶接終了後
に最高温度５８０〜７００℃の範囲で加熱し、この最高
加熱温度域外で４５０’Ｃに達する位置と溶接線との距
離を溶接線の左右にそれぞれ管の肉厚の１０倍以上に保
ち、管の厚さ方向に均一な温度分布を与えるよう熱処理
することを特徴とする鋼管の円周溶接部残留応力の低減
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737678A JPS5830375B2 (ja) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | 鋼管の円周溶接部残留応力の低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737678A JPS5830375B2 (ja) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | 鋼管の円周溶接部残留応力の低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5573828A JPS5573828A (en) | 1980-06-03 |
| JPS5830375B2 true JPS5830375B2 (ja) | 1983-06-29 |
Family
ID=15428827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14737678A Expired JPS5830375B2 (ja) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | 鋼管の円周溶接部残留応力の低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830375B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015029095A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 株式会社日立製作所 | 溶接構造物の熱処理方法および装置 |
| CN103627861B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-08-26 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 一种挖掘机动臂矫形消应力系统及矫形消应力的方法 |
-
1978
- 1978-11-28 JP JP14737678A patent/JPS5830375B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5573828A (en) | 1980-06-03 |
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