JPS59185594A - オ−ステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 - Google Patents
オ−ステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法Info
- Publication number
- JPS59185594A JPS59185594A JP5865483A JP5865483A JPS59185594A JP S59185594 A JPS59185594 A JP S59185594A JP 5865483 A JP5865483 A JP 5865483A JP 5865483 A JP5865483 A JP 5865483A JP S59185594 A JPS59185594 A JP S59185594A
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- JP
- Japan
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- welding
- welded
- cladding
- base metal
- clad
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】
本発明は、オーステナイト系ステンレスクラツド鋼の突
合せ溶接方法に関し、特にクラツド鋼のボンド剥離割れ
を防止する次めに異材溶接面を形成させないようにして
溶接を行う方法に関する。
合せ溶接方法に関し、特にクラツド鋼のボンド剥離割れ
を防止する次めに異材溶接面を形成させないようにして
溶接を行う方法に関する。
高温高圧水素環境下で使用される圧力容器、例えば石油
精製や石炭液化のためのりアクタ−等は、低合金鋼を母
材とし、その内面に防食を目的としてオーステナイトス
テンレス鋼がクラツディングされたものが多用されてい
る。
精製や石炭液化のためのりアクタ−等は、低合金鋼を母
材とし、その内面に防食を目的としてオーステナイトス
テンレス鋼がクラツディングされたものが多用されてい
る。
このステンレスクラツド鋼の突合せ溶接部の異材溶接境
界部にはしばしば第１図（Ａ）、 ＣＢ）に示すよう
な剥離状の割れ１３が発生することがある。この割れ１
３は、オーバレイクラツド鋼のオーステナイトステンレ
ス鋼と低合金鋼の境界面に発生するボンド剥離割れと称
するものと同じもので、運転中に水素ガスがステンレス
鋼ケ拡散により浸透して低合金鋼との境界に到達し、シ
ャットダウンした際に水素濃度が界面でピークになるた
めに発生する水素の遅れ割れと言われている。オーバレ
イクラッドの境界面に発生する割れに対しては、溶接条
件、溶接棒の選定、低合金鋼側の脱炭処理等の割れ防止
策が検討されつつあるが、突合せ溶接部に発生する割れ
に対しては何ら考慮されてなく、割れの方向性（異材境
界面が板厚に直角な方向を有すること。）を考慮すると
高圧容器として極めて危険である。１ なお、第１図はクラツド材（オーステナイトステンレス
鋼１１＋低合金鋼１２）の突合せ溶接の開先形状（外面
開先）及び溶接の順序を示す図である。
界部にはしばしば第１図（Ａ）、 ＣＢ）に示すよう
な剥離状の割れ１３が発生することがある。この割れ１
３は、オーバレイクラツド鋼のオーステナイトステンレ
ス鋼と低合金鋼の境界面に発生するボンド剥離割れと称
するものと同じもので、運転中に水素ガスがステンレス
鋼ケ拡散により浸透して低合金鋼との境界に到達し、シ
ャットダウンした際に水素濃度が界面でピークになるた
めに発生する水素の遅れ割れと言われている。オーバレ
イクラッドの境界面に発生する割れに対しては、溶接条
件、溶接棒の選定、低合金鋼側の脱炭処理等の割れ防止
策が検討されつつあるが、突合せ溶接部に発生する割れ
に対しては何ら考慮されてなく、割れの方向性（異材境
界面が板厚に直角な方向を有すること。）を考慮すると
高圧容器として極めて危険である。１ なお、第１図はクラツド材（オーステナイトステンレス
鋼１１＋低合金鋼１２）の突合せ溶接の開先形状（外面
開先）及び溶接の順序を示す図である。
第１図（Ａ）は一般の形状で、溶接は母材１２側の溶接
（母材と共材）１、中間溶接２、合せ材１１の溶接（合
ぜ材と共材）３の順に施工する。この場合、１の溶液相
で２の領域迄溶接すると、溶接時に合せ材１１と接融し
、オーステナイトステンレス鋼１１を溶かすことにより
浴着金属はマルテンサイト化して硬化や割れ発生原因と
なるため、境界面からある距離りだけ離して溶接１を行
い、その後母材１２からの成分の希釈を考慮した溶接材
料（合せ材よ）もＮｉ。
（母材と共材）１、中間溶接２、合せ材１１の溶接（合
ぜ材と共材）３の順に施工する。この場合、１の溶液相
で２の領域迄溶接すると、溶接時に合せ材１１と接融し
、オーステナイトステンレス鋼１１を溶かすことにより
浴着金属はマルテンサイト化して硬化や割れ発生原因と
なるため、境界面からある距離りだけ離して溶接１を行
い、その後母材１２からの成分の希釈を考慮した溶接材
料（合せ材よ）もＮｉ。
Ｃｒ 当量を多くしたもの）により溶接２を行い、そ
の後合せ材１１と同成分材で溶接３を行う盛装がある。
の後合せ材１１と同成分材で溶接３を行う盛装がある。
このためｌに示すような異材境界面が存在する。
第１図（Ｂ）はカットバック（合せ材１１を母材１２の
開先幅より広く取り除いたもの）を行ったものである。
開先幅より広く取り除いたもの）を行ったものである。
これは、母材１２側の溶接時に合せ材が溶かされないと
いうことから溶接１の領域を深くすることか可能である
ため、中間溶接２の領域を浅ぐすることができる利点が
あるが、この場合もやはＤ異材境界面ｌが存在する０ 以上のように、当該クラツド鋼の突合せ溶接を行う場合
、いずれも板厚ｒ（直角な方向の異材境界面ｌが存在し
、ボンド剥離割れ１３に対し極めて不利な溶接構造であ
ることが分る。
いうことから溶接１の領域を深くすることか可能である
ため、中間溶接２の領域を浅ぐすることができる利点が
あるが、この場合もやはＤ異材境界面ｌが存在する０ 以上のように、当該クラツド鋼の突合せ溶接を行う場合
、いずれも板厚ｒ（直角な方向の異材境界面ｌが存在し
、ボンド剥離割れ１３に対し極めて不利な溶接構造であ
ることが分る。
本発明は、高温高圧水素環境下で使用されるクラツド材
（オーステナイトステンレス剣士低合金鋼）の突合せ溶
接において、ボンド剥離割れを防止するために、異材溶
接面を形成させないようにして溶接する方法を提供する
ものである０ すなわち本発明は、オーステナイト系ステンレスクラツ
ド鋼の突合せ溶接で、低合金鋼母材側を溶接し、次にス
テンレス鋼合せ材体を溶接する方法において、合せ材体
にカットバックを施し、クラッド境界面迄母材と共材の
母材側溶接を行った後、該母材側溶接部中央にガス抜き
孔を設け、次いで嶋板を介在させて合せ材体の溶接を行
うことを特徴とするオーステナイト系ステンレスクラツ
ド鋼の突合せ溶接方法に関するものである。
（オーステナイトステンレス剣士低合金鋼）の突合せ溶
接において、ボンド剥離割れを防止するために、異材溶
接面を形成させないようにして溶接する方法を提供する
ものである０ すなわち本発明は、オーステナイト系ステンレスクラツ
ド鋼の突合せ溶接で、低合金鋼母材側を溶接し、次にス
テンレス鋼合せ材体を溶接する方法において、合せ材体
にカットバックを施し、クラッド境界面迄母材と共材の
母材側溶接を行った後、該母材側溶接部中央にガス抜き
孔を設け、次いで嶋板を介在させて合せ材体の溶接を行
うことを特徴とするオーステナイト系ステンレスクラツ
ド鋼の突合せ溶接方法に関するものである。
本発明方法は、高温高圧水素環境下で使用される圧力容
器全般に適用することができる。
器全般に適用することができる。
第２〜５図は本発明方法の実施態様例を示す図である。
第２図は、母材側を共材で溶接を行い、クラッド境界面
を平滑加工後、当板とこては址板を介在させて、その上
に肉盛溶接をしたもので、１は合せ材、２は母材、３は
母材側溶接部、４は埋板、５は合せ材の肉盛溶接を示す
。合せ材１は母材側溶接部乙の溶接時の溶融を防止する
ために、母材２の開先幅よシ広く取シ除いたいわゆるカ
ットバックを行っている。埋板４は、合せ材１の厚さよ
シ薄いもので、合せ材１と同材質のものが望ましい。
を平滑加工後、当板とこては址板を介在させて、その上
に肉盛溶接をしたもので、１は合せ材、２は母材、３は
母材側溶接部、４は埋板、５は合せ材の肉盛溶接を示す
。合せ材１は母材側溶接部乙の溶接時の溶融を防止する
ために、母材２の開先幅よシ広く取シ除いたいわゆるカ
ットバックを行っている。埋板４は、合せ材１の厚さよ
シ薄いもので、合せ材１と同材質のものが望ましい。
第３図は、合せ材１の厚さ以上の板７を合せ材１のカッ
トバック部にはめ込み、合せ材１と溶接したものであシ
、母材２と当板ここでははめ込み板７とに温度差を生じ
たときの熱応力を緩和する目的で、はめ込み板７の中央
に溝７′を設けても良い。はめ込み板７は合せ材１と同
材質０ものが望ましい。
トバック部にはめ込み、合せ材１と溶接したものであシ
、母材２と当板ここでははめ込み板７とに温度差を生じ
たときの熱応力を緩和する目的で、はめ込み板７の中央
に溝７′を設けても良い。はめ込み板７は合せ材１と同
材質０ものが望ましい。
第４図は、当板として溝型に曲げた帯板８を用いたもの
である。帯板８は合セ祠１と同材質のものか望ましい。
である。帯板８は合セ祠１と同材質のものか望ましい。
また、第２〜４図のいずれも、運転中ステンレス鋼１側
から侵入した水素ガスが界面にトラップしないようにガ
ス抜き孔６をドリル加工等の機械加工によシ設けでいる
。
から侵入した水素ガスが界面にトラップしないようにガ
ス抜き孔６をドリル加工等の機械加工によシ設けでいる
。
クラツド鋼の突合せ溶接において、発明方法によシ溶接
することにより、異種金属の浴接境界面は存在しない。
することにより、異種金属の浴接境界面は存在しない。
従って、異材溶接境界部で生じやすい微小な溶接法、陥
、高い残留応力、運転中の熱応力、浸炭、脱炭・等の組
織変化がなくなる。
、高い残留応力、運転中の熱応力、浸炭、脱炭・等の組
織変化がなくなる。
また、運転中ステンレス鋼１側から侵入した水素のトラ
ップを防ぐために母材２側に設けるガス抜き孔６は、５
咽φ程度の小さいもので充分であシ、母材２の強度に影
響しない。
ップを防ぐために母材２側に設けるガス抜き孔６は、５
咽φ程度の小さいもので充分であシ、母材２の強度に影
響しない。
このような溶接方法とすることにより、クラツド鋼の突
合せ溶接部の水素に起因するボンド剥離割れを防止する
ことができる。
合せ溶接部の水素に起因するボンド剥離割れを防止する
ことができる。
次に、具体例をあげて本発明の詳細な説明する。
表１に母材（２％ Ｃｒ −１Ｍｏ鋼： ｓｏｔ ）
と合せ材ＳＵＳ ３０４ （８ｔ）の爆着クラツド鋼
（７０ｗｘ１’ｏｏＩ３）を用いた水素剥離割れの試験
結、 果を示す。試験方法は試料の合せ材体から水素を
加圧する方法を採用した。即ち、第５図に示すように本
発明法で溶接したもの１００と、従来法で溶接したもの
１０１とをクラツド鋼の合ぜ材１，１１側を内側にして
周囲を溶接してシールしだ試料を作製し〔なお、第５図
では第１図（Ａ）と第４図のものとを示しているが、第
１図（Ｂ）、第２図、第３図にっａても同様にして試料
を作製した〕、試料全体を電気炉の中へ入れて加熱（６
９０℃Ｘ３０ｈｒ）ｊ、た。試料が所定の温度になった
後、合せ材１． ｑ １０！ｉ （試料の内側）にコン
プレッサーにより２５０ Ｋｇ／ｃｍ２に加圧したＨ２
を供給する。そして、所定時間一定の温度で加熱（
４５０℃Ｘ５０ｈｒ）ｌ、たのち、試料を炉よ勺出し急
冷し、これを５サイクル繰返した。この試料を超音波探
傷試験及び断面ミクロ組織観察により割れの有無、大き
さを調査した。
と合せ材ＳＵＳ ３０４ （８ｔ）の爆着クラツド鋼
（７０ｗｘ１’ｏｏＩ３）を用いた水素剥離割れの試験
結、 果を示す。試験方法は試料の合せ材体から水素を
加圧する方法を採用した。即ち、第５図に示すように本
発明法で溶接したもの１００と、従来法で溶接したもの
１０１とをクラツド鋼の合ぜ材１，１１側を内側にして
周囲を溶接してシールしだ試料を作製し〔なお、第５図
では第１図（Ａ）と第４図のものとを示しているが、第
１図（Ｂ）、第２図、第３図にっａても同様にして試料
を作製した〕、試料全体を電気炉の中へ入れて加熱（６
９０℃Ｘ３０ｈｒ）ｊ、た。試料が所定の温度になった
後、合せ材１． ｑ １０！ｉ （試料の内側）にコン
プレッサーにより２５０ Ｋｇ／ｃｍ２に加圧したＨ２
を供給する。そして、所定時間一定の温度で加熱（
４５０℃Ｘ５０ｈｒ）ｌ、たのち、試料を炉よ勺出し急
冷し、これを５サイクル繰返した。この試料を超音波探
傷試験及び断面ミクロ組織観察により割れの有無、大き
さを調査した。
その結果、表１に示すように、従来法、坊」ち第１図（
Ａ）のカットバックなしの中間溶接施工のもの、及び第
１図（Ｂ）のカットバックありの下盛り十上盛シのもの
は、いずれも割れが発見されたのに対し、本発明法（第
２〜４図）のものは伺ら割れは発見されず、本発明法が
ボンド剥離割れに対して極めて有効であることが確認で
きた。
Ａ）のカットバックなしの中間溶接施工のもの、及び第
１図（Ｂ）のカットバックありの下盛り十上盛シのもの
は、いずれも割れが発見されたのに対し、本発明法（第
２〜４図）のものは伺ら割れは発見されず、本発明法が
ボンド剥離割れに対して極めて有効であることが確認で
きた。
表 １
尚、本発明方法は、第６図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように
、突合せ溶接部以外のクラッド面て発生したクラックの
補修溶接部にも適用できる。
、突合せ溶接部以外のクラッド面て発生したクラックの
補修溶接部にも適用できる。
即ち、第６図（八）に示すように母材２と合せ材１のク
ラッド面にクラック２１が発生した場合、第６図ＣＢ）
に示すように合せ材１をカットバック２２して母材補修
溶接２３を行い、ガス抜き孔２５を設け、第６図（Ｃ）
に示すように例えばはめ込み板２４と合せ材１の溶接を
行う。
ラッド面にクラック２１が発生した場合、第６図ＣＢ）
に示すように合せ材１をカットバック２２して母材補修
溶接２３を行い、ガス抜き孔２５を設け、第６図（Ｃ）
に示すように例えばはめ込み板２４と合せ材１の溶接を
行う。
第１図（Ａ）、 （Ｂ）は従来の溶接法を示す図、第
２〜４図は本発明方法の実施態様例を示す図、第５図は
本発明で行った試験に用いた試料の一例を示す図、第６
図は本発明方法をクラックの補修に適用した例を示す図
である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第５図 匹
２〜４図は本発明方法の実施態様例を示す図、第５図は
本発明で行った試験に用いた試料の一例を示す図、第６
図は本発明方法をクラックの補修に適用した例を示す図
である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第５図 匹
Claims (1)
- オーステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接で
、低合金鋼母材側を溶接し、次にステンレス鋼合せ材側
を溶接する方法において、合せ゛材側にカットバックを
施し、クラッド境界面迄母材と共材の母材側溶接を行っ
た後、該母材側溶接部中央にガス抜き孔を設け、次いで
当板を介在させ・て合せ材側の浴接を行うことを特徴と
するオーステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶
接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5865483A JPS59185594A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | オ−ステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5865483A JPS59185594A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | オ−ステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59185594A true JPS59185594A (ja) | 1984-10-22 |
Family
ID=13090569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5865483A Pending JPS59185594A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | オ−ステナイト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59185594A (ja) |
-
1983
- 1983-04-05 JP JP5865483A patent/JPS59185594A/ja active Pending
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