JPS5942731B2 - 電縫鋼管溶接熱影響部の靭性改良方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電縫鋼管溶接熱影響部の靭性改良方法に関する
。

電縫鋼管の製造は通常次の如くして行われる。

すなわち、一般に帯状スケルプと称されている素材帯鋼
を先ず連続的に管状体に成形した後、溶接すべき両端を
溶接温度まで加熱し、スクイズロールで加圧溶接する。

次に内外面の溶接ビードを切削した後、ボストアニーラ
−と称する後熱処理装置によって溶接部を局部的にオー
ステナイト化温度まで加熱する。

後熱処理装置としては通常高周波加熱装置が使用されて
いる。

溶接された電縫鋼管は引続き空冷ゾーンにおいて該溶接
部が４００゜〜５００℃以下になるまで空冷され、その
後水冷されて直ちに定形機によって所定の外径真円度に
成形されて製造が完了する。

しかるｔこボストアニール（後熱処理）後から定形機に
かける水冷に至るまでの空冷ゾーンにおいては、溶接部
周辺１０〜２０關の範囲の測温結果によると、その間比
較的長時間約４００°〜２００°Ｃの管温度に保持され
ることが判明した。

この長時間の低温加熱によって溶接部周辺１０〜２０ｍ
７７１の範囲に、いわゆる青熱脆性現象が発生し、歪時
効現象によって靭性の低下を来たす欠点がある。

この歪時効現象は造管速度の差によって時効硬化の程度
が異なり、造管速度が速いほど硬化度が少ない。

しかじ造管速度は一般に高強度電縫鋼管になるほど成形
機による成形速度が遅く、またその後のスクイズロール
による加圧成形速度が遅いので前記４００°〜２００℃
の管温度に保持される関係上、歪時効周辺部の靭性低下
も大きくなる。

通常の造管方法ではボストアニール後の管周方向のシャ
ルピー衝撃値は、後述する第３図に示すように焼鈍を施
された溶接部でやや高く、溶接部より１０〜２０１ｎ７
ｎ、離れた部位では電縫鋼管母材の他の部分よりも衝撃
値が低くなっている。

かくの如く、電縫鋼管の溶接部周辺１０〜２０ｍｍの範
囲が局部的に衝撃特性が低下している場合には、特に基
冷地にて使用されるラインパイプ等では、パイプの破壊
事故原因となる可能性もあって安全性の観点から重要な
問題となる。

本発明の目的は、電縫鋼管、特に高強度電縫管ｌこおけ
る前記欠陥を解消し、溶接部周辺の１０〜２０ｍｍ範囲
における靭性値も他部と同一値を有する優れた電縫鋼管
の製造方法を提供しようとするものである。

本発明のこの目的は下記要旨の本発明によって達成され
る。

本発明の要旨とするところは、電縫鋼管の製造方法にの
いて、溶接後の電縫溶接部をオーステナイト化温度まで
後熱処理する工程と、前記後熱処理の後直ちに溶接線よ
り周囲方向へ１０〜２０ｍｍ離れた溶接部周辺のみを局
部的に強制冷却する工程と、を包含することを特徴とす
る電縫鋼管溶接熱影響部の靭性改良方法、である。

本発明の詳細を添附図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例を示す側面図であるが、電縫鋼
管素材の帯鋼１は、成形ロール２によって順次管状に成
形された後、１対のコンタクトチップ（探触子）３もし
くは誘導加熱コイルにて溶接すべき帯鋼両端４を局部的
に加熱し、スクイズロール５にて溶接される。

その後ボストアニーラ−（後熱焼鈍炉）６にて溶接部を
オーステナイト化温度まで加熱焼鈍する。

オーステナイト化温度にまで加熱された電縫鋼管１人は
、その直後に連続して配置された強制冷・却装置Ｉによ
って溶接部の周辺１０〜２０ｍｍの位置を冷却する。

この冷却手段の一例を第２図に示したが、この例は、一
定区間を２又８Ａ、８Ｂに分岐した冷却管８によって強
制冷却するもので冷却方法としては水冷もしくは噴霧水
冷が好適である。

なお、その強制冷却は後熱処理後直ちに実施することが
必要であって、後記実施例にても説明するが強制冷却時
期が遅くなるほど歪時効現象が進行し易く、衝撃値の向
上は期待しがたくなる。

また冷却終了時の温度はできるだけ低い方がよく、２０
０８Ｃ以下であることが好ましい。

従って、溶接部をオーステナイト化温度に加熱した直後
溶接部の周辺１０〜２０ｍｍの位置を連続して強制冷却
することによって、従来衝撃値の劣化することによって
寒冷地等に使用するラインパイプの欠陥も除去され、そ
の他の部分と同一の靭性を有する優れた電縫鋼管を製造
することができた。

本発明の実施例を従来技術と対比して説明する。

第１表に示される化学成分を有する供試材を用いて電縫
鋼管規格ＡＰ１５ＬＸ−Ｘ６０、管サイズ１６インチ（
４０８，４ｍｍ）φＸ ７．１４朋に造管するに際し、
本発明法Ａと従来法Ｂとによった場合の結果を比較した
。

本発明方法によるものは後熱温度を９２０°Ｃとし、そ
の後直ちに水冷したが、水冷開始溶接部温度は９００℃
であった。

比較のため９００℃から６００℃まで自然放冷した後冷
却水にて冷却した例も比＊較例として掲げ、本発明法お
よび比較例の強制冷却は２００°Ｃ以下になるまで行っ
た。

その結果は第２表に示す如くである。

なお、第２表に示した０℃におけるシャルピー衝撃値は
各部の平均値であって、本発明法と従来法の衝撃値上限
および下限は第３図に示すとおりである。

第２表および第３図にて明らかな如く、本発明法（Ａ）
によるシャルピー衝撃値は溶接部より１０龍まではやや
高いが、１０ｍｍより９０度の位置まではほとんど水平
線で均等であることを示しており、これに反し従来法（
Ｂ）は溶接部より１０朋までは大差がないが、１０朋よ
り２５ｒｆＬ１１Ｌまでは著しく低減しており、熱影響
部の歪時効現象がそのまま残存していることを示してい
る。

なお、第２表比較例に示す如く、後熱処理後直ちに強制
冷却を行わず、溶接部が６００°Ｃ程度になるまでその
まま放冷し途中の６００℃から強制冷却したものは本発
明法よりも劣り、歪時効現象が進行して溶接部より１０
〜２５ｍｍまでが著しく劣化していること示している。

従って本発明の効果を十分発揮させるためには後熱処理
後できるだけ早く強制冷却すべきである。

次に本発明においてはオーステナイト化温度、すなわち
９００°Ｃ前後に溶接部の後熱処理を行うが、その直後
溶接線より１０〜２０ｍｍ離れた溶接部周辺を強制冷却
する限度理由は次の如くである。

すなわち、オーステナイト化温度の約９００℃に電縫鋼
管全体が加熱されているので溶接部を強制冷却する場合
には、その管の化学成分および冷却条件によっては溶接
部が焼入されることとなり、溶接部が硬化し、却って靭
性の低下をもたらす危険性があるからである。

勿論、溶接部を強制冷却しても管の化学成分、管サイズ
、造管速度に応じた適当な冷却条件を選定すれば、比較
的Ｃ含有量の少い電縫鋼管【こついては溶接部そのもの
の靭性も若干向上することもあり得るが、その最適条件
の選定はきわめて困難であり、また、たとえ選定できた
としても、その最適冷却条件範囲が狭いために実際作業
にこれを適用することは不安定で、かつ溶接部に硬化点
を発生し易いため不適当である。

そのために最も安定した溶接線より１０〜２０ｍｍの範
囲に限定したものである。

本発明は電縫鋼管の従来の製造法によると溶接部周辺１
０〜２０１ｎ′／Ｉｔの位置が２００°〜４００°Ｃに
長時間保持されるため、歪時効現象が極めて大きくなる
範囲のみを強制冷却するものであり、通常後熱処理の行
われる管の溶接部は管の直上に位置しているため、第２
図に示した両側に分岐した管８Ａ、８Ｂによる強制冷却
によって溶接部が局部冷却を受けることもなく溶接部の
靭性を安定して向上させるが可能である。

また、強制冷却方法は特に限定を要することがないこと
は既に述べたが、強制空冷、水冷、噴霧水冷、シャワー
水冷等いずれでもよく、その冷却速度、冷却帯の長さな
ども、対象となる電縫鋼帯のサイズ、造管速度に応じて
適宜選定すればよい。

本発明の効果については既にその大要を記載したが、こ
こに要約すると次のとおりである。

（イ）本発明により従来、後熱処理後、定形機にかける
以前の水冷作業に至るまで比較的長時間２００°〜４０
０℃に保持されることによって生じる溶接部周辺１０〜
２０ｍｍの範囲の歪時効現象を完全に防止し、他部位の
母材とほぼ同一の靭性を保持することが可能となった。

（０） （イ）の材質的の欠陥が完全に解消できたの
で特に寒冷地用ラインパイプ等の高靭性を要求される電
縫鋼管の分野において、パイプの破壊事故防止の観点か
らも、その利用効果が犬である。

（ハ）本発明の方法はきわめて簡単な設備で操作も容易
である。

従って設備費用も少くてすみ、生産性を特に阻害する要
因はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す側面図、第２図は溶接部
の強制冷却装置の一例を示す拡大正面図、第３図は本発
明法人および従来法（Ｂ）による電縫鋼管製品における
溶接部から円周方向の距離におけるシャルピー衝撃値の
分布を示す比較例である。 １・・・・・・帯鋼、２・・・・・・成形ロール、３・
・・・・・溶接探触子、４・・・・・・溶接部、５・・
・・・・スクイズロール、６・・・・・・後熱処理装置
、７・・・・・・強制冷却装置、８・・・・・・冷却管
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電縫鋼管の製造方法において、溶接後の電縫溶接部
   をオーステナイト化温度まで後熱処理する工程と、前記
   後熱処理の後直ちに溶接線より円周方向へ１０〜２０１
   １Ｘ７！を離れた溶接部周辺のみを局部的に強制冷却す
   る工程と、を包含することを特徴とする電縫鋼管溶接熱
   影響部の靭性改良方法。