JPS60106916A - 管の熱処理方法 - Google Patents
管の熱処理方法Info
- Publication number
- JPS60106916A JPS60106916A JP21302883A JP21302883A JPS60106916A JP S60106916 A JPS60106916 A JP S60106916A JP 21302883 A JP21302883 A JP 21302883A JP 21302883 A JP21302883 A JP 21302883A JP S60106916 A JPS60106916 A JP S60106916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- tube
- temp
- stress
- residual compressive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- 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】
本発明は管の熱処理方法に係り、特に、管両面の腐食疲
労や応力割れ等に対する強度を増大させるのに好適な管
の熱処理方法に関するものである。
労や応力割れ等に対する強度を増大させるのに好適な管
の熱処理方法に関するものである。
従来、原子カプラント、火力プラント、化学プラント等
に用いられる配管は、接続部分や分岐部分が溶接によっ
て連結されているが、溶接時の熱により溶接部近傍の管
体の内外面に残留引張り応力が発生する。
に用いられる配管は、接続部分や分岐部分が溶接によっ
て連結されているが、溶接時の熱により溶接部近傍の管
体の内外面に残留引張り応力が発生する。
ところで、鉄鋼材料においては、引張り応力と腐食因子
とが共存する場合、引張り方向と直交する方向忙腐食割
れが急速に進行することが知られている。
とが共存する場合、引張り方向と直交する方向忙腐食割
れが急速に進行することが知られている。
したがって、前述したように引張り応力が残存する管内
に腐食流体を流すと、該管の内部に引張り応力と腐食因
子との共存状態が形成されて、配管の応力腐食割れや腐
食疲労の原因になる。特に、原子カプラントや化学プラ
ント等の配管にあっては、腐食性流体の輸送に用いられ
るものが多いためＫその対策が必要である。
に腐食流体を流すと、該管の内部に引張り応力と腐食因
子との共存状態が形成されて、配管の応力腐食割れや腐
食疲労の原因になる。特に、原子カプラントや化学プラ
ント等の配管にあっては、腐食性流体の輸送に用いられ
るものが多いためＫその対策が必要である。
このような問題点を解決する手段として、管の腐食因子
が存在する面、例えば配管内に腐食性流体が輸送される
場合には管の内面に、残留圧縮応力を生じさせることが
考えられる。そして、このような目的を達成する手段と
して、例えば管内に冷却水を挿通させながら管を誘導加
熱して管の内外面に温度差を与え、管の内面に残留圧縮
応力を発生させるいわゆるＩ Ｈ５ｉ Ｉ （Ｉｎｄｕ
ｃｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇＳｔｒｅｓｓ Ｉｍｐｒｏｖ
ｅｍａｎｔ ） 法がある。しかしながら、この方法に
よると管の外面には残留引張り応力が発生するため、管
の外面側に腐食因子が存在すると応力腐食割れが生じる
おそれがあり、管の内外両面に腐食因子が存在する条件
下では、配管の信頼を低下させることＫなり、適用時の
制約が多くなる。
が存在する面、例えば配管内に腐食性流体が輸送される
場合には管の内面に、残留圧縮応力を生じさせることが
考えられる。そして、このような目的を達成する手段と
して、例えば管内に冷却水を挿通させながら管を誘導加
熱して管の内外面に温度差を与え、管の内面に残留圧縮
応力を発生させるいわゆるＩ Ｈ５ｉ Ｉ （Ｉｎｄｕ
ｃｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇＳｔｒｅｓｓ Ｉｍｐｒｏｖ
ｅｍａｎｔ ） 法がある。しかしながら、この方法に
よると管の外面には残留引張り応力が発生するため、管
の外面側に腐食因子が存在すると応力腐食割れが生じる
おそれがあり、管の内外両面に腐食因子が存在する条件
下では、配管の信頼を低下させることＫなり、適用時の
制約が多くなる。
本発明は前述した諸事情を考慮して提案されたもので、
管の肉厚中心部と内外面とに温度差を与えることにより
、管の内外面にそれぞれ残留圧縮応力を容易に生じさせ
て、管の内外両面に腐食因子が存在する場合でも、応力
腐食割れや腐食疲労の発生を少なくすることのできる管
の熱処理方法を提供することを目的とするものである。
管の肉厚中心部と内外面とに温度差を与えることにより
、管の内外面にそれぞれ残留圧縮応力を容易に生じさせ
て、管の内外両面に腐食因子が存在する場合でも、応力
腐食割れや腐食疲労の発生を少なくすることのできる管
の熱処理方法を提供することを目的とするものである。
以下、本発明を原子カプラントや火力プラント等に多く
使用されているオーステナイト系ステンレス鋼管に適用
した一実施例について図面に基づき説明する。
使用されているオーステナイト系ステンレス鋼管に適用
した一実施例について図面に基づき説明する。
本発明の一実施例では、第１図に示すように管１の周囲
に１該管１を同心状に取シ囲む誘導加熱コイル２と冷却
水供給管３とを配設し、管１の加熱と外面の冷却とを行
なうとともに、管１の内部に冷却材を連続的に流して冷
却する各工程を有機的に組み合わせることにより、管１
の厚さの中央部と内外両表面との間で大きな温度差を発
生させ、管め熱処理を実施するよう圧している。
に１該管１を同心状に取シ囲む誘導加熱コイル２と冷却
水供給管３とを配設し、管１の加熱と外面の冷却とを行
なうとともに、管１の内部に冷却材を連続的に流して冷
却する各工程を有機的に組み合わせることにより、管１
の厚さの中央部と内外両表面との間で大きな温度差を発
生させ、管め熱処理を実施するよう圧している。
（ここでは内面とする）のみを常温に近い温度に冷却し
、また、冷却をし続ける。
、また、冷却をし続ける。
「管壁の加熱工程」
管壁を誘導加熱して内面と他のｔ’壁部分との間に温度
差を発生させる。該誘導加熱によって管の外面、管壁内
部、管の内面には管壁の厚さＬの方向圧沿って第１＠の
曲ＭＤで示すような温度勾配が発生し、また、管壁の各
部分は第２図曲線Ａ１％Ｂ、％Ｃ０で示すようにそれぞ
れ温度上昇して、時間Ｔ１経過後にほぼ一定状態となる
。該時間Ｔ。
差を発生させる。該誘導加熱によって管の外面、管壁内
部、管の内面には管壁の厚さＬの方向圧沿って第１＠の
曲ＭＤで示すような温度勾配が発生し、また、管壁の各
部分は第２図曲線Ａ１％Ｂ、％Ｃ０で示すようにそれぞ
れ温度上昇して、時間Ｔ１経過後にほぼ一定状態となる
。該時間Ｔ。
は、
Ｔ、＝α７ Ｌ” ／ ａ −・・−（１）〔ただし、
Ｌ＝管壁の厚さくｍ）、ａ＝温度拡散率（ダｈ））とな
る関係にあり、時間Ｔ、後忙おける各曲線Ａ１Ｂ８、Ｃ
Ｉ に示される管壁各部の温度θ１、θ２、θ、＃′ｉ
、θ、〉θ、〉θＳの関係となることが予稈されるが、
θ、は材料の変態温度以下であり、またθ、はθ、忙対
して少なくとも降伏点以上の熱応力を発生させるに必要
な温度差より大きくなる関係を有するように設定される
。このような温度差の設定がなされたときの応力分布は
、第３図に示すように管の内面が応力＋σｙ′の引張り
降伏状態となる。
Ｌ＝管壁の厚さくｍ）、ａ＝温度拡散率（ダｈ））とな
る関係にあり、時間Ｔ、後忙おける各曲線Ａ１Ｂ８、Ｃ
Ｉ に示される管壁各部の温度θ１、θ２、θ、＃′ｉ
、θ、〉θ、〉θＳの関係となることが予稈されるが、
θ、は材料の変態温度以下であり、またθ、はθ、忙対
して少なくとも降伏点以上の熱応力を発生させるに必要
な温度差より大きくなる関係を有するように設定される
。このような温度差の設定がなされたときの応力分布は
、第３図に示すように管の内面が応力＋σｙ′の引張り
降伏状態となる。
「管外面の冷却工程」
管壁の誘導加熱を続けながら、管の外面にシャワー水等
を吹きつ坊急冷すると、管の外面からの放熱のために管
壁の厚さＬ方向の温度勾配が第１図実線から破線で示す
ように変化して行く。すなわち、時間Ｔ、経過後には、
管の外面、管壁内部、管の内面の各温度が第２図曲線Ａ
、、Ｂ、、Ｃ。
を吹きつ坊急冷すると、管の外面からの放熱のために管
壁の厚さＬ方向の温度勾配が第１図実線から破線で示す
ように変化して行く。すなわち、時間Ｔ、経過後には、
管の外面、管壁内部、管の内面の各温度が第２図曲線Ａ
、、Ｂ、、Ｃ。
で示すように低下して、θ４、θ１、θ６となり、この
ときの温度差θ−，−θ、およびθ、−θ６が降伏点以
上の熱応力σｙを発生させるｉｔ差、例えばオーステナ
イトステンレス鋼管のとき２００℃以上となるように設
定する。
ときの温度差θ−，−θ、およびθ、−θ６が降伏点以
上の熱応力σｙを発生させるｉｔ差、例えばオーステナ
イトステンレス鋼管のとき２００℃以上となるように設
定する。
該温度差の設定がなされたときの応力分布は、第４図に
示すように管の内外両面が応力＋σアのダ］張り降伏状
態となる。
示すように管の内外両面が応力＋σアのダ］張り降伏状
態となる。
「残留圧縮応力の発生工程」
第２図における時間Ｔ、で誘導加熱を停止して、引き続
き管の内外両面の冷却を続けると、第５図に示す残留応
力を得る。すなわち、管の内外両面にそれぞれ残留圧縮
応力が生じた状態となり、管の内外面の両方に腐食因子
が存在する場合でも、管の応力腐食割れや腐食疲労の発
生要因をなくすことができるのである。
き管の内外両面の冷却を続けると、第５図に示す残留応
力を得る。すなわち、管の内外両面にそれぞれ残留圧縮
応力が生じた状態となり、管の内外面の両方に腐食因子
が存在する場合でも、管の応力腐食割れや腐食疲労の発
生要因をなくすことができるのである。
これらの残留圧縮応力を有効忙発生させるため和は、管
の外面における熱伝達係数を大きくすることが必要で、
表面熱伝達係数はは、 α≧１０×λ／Ｌ ・・・・・・（２）（ただしα＝表
面熱伝達係数、λ＝管の熱伝導係数〕の条件となる。し
たがって、オーステナイト系ステンレス鋼におけるλ＝
１４ｋａｌ／ ｍ ｈ”ｃ 、管肉厚：Ｉ、 ＝０．
０３ｍ（５０ｍ１ｔ）とすると、α≧１０ＸＩ ４ＸＩ
Ｄ”Ｘｌ １０．ｏ ３！；４６６７ｋａＬ／ゴｈ”
ｃとなる。この値は比較的大きいが、管の外面に直接冷
水シャワーをかけると、α−＝１０’ ｋａｌ／ｍ”ｈ
”ｃ程度が得られるため容易に達成できる。
の外面における熱伝達係数を大きくすることが必要で、
表面熱伝達係数はは、 α≧１０×λ／Ｌ ・・・・・・（２）（ただしα＝表
面熱伝達係数、λ＝管の熱伝導係数〕の条件となる。し
たがって、オーステナイト系ステンレス鋼におけるλ＝
１４ｋａｌ／ ｍ ｈ”ｃ 、管肉厚：Ｉ、 ＝０．
０３ｍ（５０ｍ１ｔ）とすると、α≧１０ＸＩ ４ＸＩ
Ｄ”Ｘｌ １０．ｏ ３！；４６６７ｋａＬ／ゴｈ”
ｃとなる。この値は比較的大きいが、管の外面に直接冷
水シャワーをかけると、α−＝１０’ ｋａｌ／ｍ”ｈ
”ｃ程度が得られるため容易に達成できる。
また、該冷水のシャワ一時間（Ｔｔ−’ｒ１）は、Ｔ、
−Ｔ、 ４ａ ｏ １ｘＬ” ／ａ −・−・（ｓ）
＝ａｏ １ｘ ｏ、ｏ ３”／１４ｘ １ｏ１≧２．０
４５ｓｅｃ したがって、数秒のシャワー後に第２図Ｔ、のタイミン
グで誘導加熱コイルの電源を切り、そのまま冷却を続け
ることにより応力改善をすることが 表でき、一方、第
２図に示すように、数秒間で管壁内部の温度がθ、から
θ、にほとんど変化せず十分な温度差を与えることがで
きる。
−Ｔ、 ４ａ ｏ １ｘＬ” ／ａ −・−・（ｓ）
＝ａｏ １ｘ ｏ、ｏ ３”／１４ｘ １ｏ１≧２．０
４５ｓｅｃ したがって、数秒のシャワー後に第２図Ｔ、のタイミン
グで誘導加熱コイルの電源を切り、そのまま冷却を続け
ることにより応力改善をすることが 表でき、一方、第
２図に示すように、数秒間で管壁内部の温度がθ、から
θ、にほとんど変化せず十分な温度差を与えることがで
きる。
なお、本発明における一実施例では、管の内部に冷却材
を最初に流すようにしたが、管の内外面の冷却順序を逆
にするなど管の材質や形状等に対応して種々変更可能で
ある。
を最初に流すようにしたが、管の内外面の冷却順序を逆
にするなど管の材質や形状等に対応して種々変更可能で
ある。
しかして、本発明の方法によって管の熱処理を行なうと
、管内面の残留引張り応力を除去して該内面に残留圧縮
応力を発生させ得るとともに、管の外面にも残留圧縮応
力を確実に発生させることができる。したがって、管の
内外面両方に腐食因子が存在する場合に、引張り応力と
腐食因子との共存状態が生じることがなく、管の応力腐
食割れや腐食疲労に対する強度を大幅に向上させること
ができる。また、従来のＩＨ８Ｉ法に冷水シャワーを加
える程度の工程で実施し得るため、応力改善時の作業性
が高く適用範囲が大きい等の優れた効果を奏する。
、管内面の残留引張り応力を除去して該内面に残留圧縮
応力を発生させ得るとともに、管の外面にも残留圧縮応
力を確実に発生させることができる。したがって、管の
内外面両方に腐食因子が存在する場合に、引張り応力と
腐食因子との共存状態が生じることがなく、管の応力腐
食割れや腐食疲労に対する強度を大幅に向上させること
ができる。また、従来のＩＨ８Ｉ法に冷水シャワーを加
える程度の工程で実施し得るため、応力改善時の作業性
が高く適用範囲が大きい等の優れた効果を奏する。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は方法の実施に
使用される装置等と温度勾配曲線と併記したモデル図、
第２図は各工程中における各部の温度変化曲線図、第３
図は第１図の温度勾配曲線ＤＫおける各部の応力分布モ
デル図、第４図は第１図の温度勾配向１１ＥＫおける各
部の応力分布モデル図、第５図は熱処理後の各部の応力
分布モデル図である。 １・・・・・管、２・・・・・誘導加熱コイル、３・・
・・・冷却水供給管。 第１図 ＴＩ Ｔ２ １
使用される装置等と温度勾配曲線と併記したモデル図、
第２図は各工程中における各部の温度変化曲線図、第３
図は第１図の温度勾配曲線ＤＫおける各部の応力分布モ
デル図、第４図は第１図の温度勾配向１１ＥＫおける各
部の応力分布モデル図、第５図は熱処理後の各部の応力
分布モデル図である。 １・・・・・管、２・・・・・誘導加熱コイル、３・・
・・・冷却水供給管。 第１図 ＴＩ Ｔ２ １
Claims (1)
- 管の内外面の一方を冷却しながら他方を変態温度よりも
低い温度で加熱して、管の内外面の間に相異なる方向の
降伏点以上の熱応力を発生する温度差を与えた後、加熱
状態の前記他方の面を急冷することにより管の内外面の
両方忙残留圧縮応カを発生させることを特徴とする管の
熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21302883A JPS60106916A (ja) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | 管の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21302883A JPS60106916A (ja) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | 管の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60106916A true JPS60106916A (ja) | 1985-06-12 |
Family
ID=16632308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21302883A Pending JPS60106916A (ja) | 1983-11-12 | 1983-11-12 | 管の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60106916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165724A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管継手溶接部表面の残留応力改善方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55110728A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Improvement of residual stress in outside of steel pipe |
-
1983
- 1983-11-12 JP JP21302883A patent/JPS60106916A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55110728A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Improvement of residual stress in outside of steel pipe |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165724A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管継手溶接部表面の残留応力改善方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205741134U (zh) | 三通管件现场局部热处理装置 | |
| US4608101A (en) | Method for heat treating pipe with double-pipe section | |
| JPS60106916A (ja) | 管の熱処理方法 | |
| JPS5817807B2 (ja) | 配管の熱処理方法 | |
| SE8403928D0 (sv) | Vermebehandlingsforfarande for en rorledning | |
| JPS61119619A (ja) | 金属管の熱処理方法 | |
| JPS60131923A (ja) | 二重管溶接部の熱処理方法 | |
| JPS5941425A (ja) | 中空体の残留応力改善方法 | |
| JPS5943822A (ja) | 管類の熱処理方法 | |
| JPS60162728A (ja) | 管の残留応力改善方法 | |
| JPS5943828A (ja) | 配管の残留応力軽減方法 | |
| JPS55110728A (en) | Improvement of residual stress in outside of steel pipe | |
| JPS62238332A (ja) | 管の製造方法 | |
| JPH03207522A (ja) | 二重管製造方法 | |
| JPS5852428A (ja) | 軸の応力改善熱処理法 | |
| JPS6132376B2 (ja) | ||
| JPS5770095A (en) | Method for improving residual stress of weld zone of pipe | |
| JPS60174824A (ja) | 高周波加熱処理方法 | |
| JPS60135525A (ja) | 管の残留応力改善方法 | |
| JPS62247025A (ja) | ノズルの熱処理方法 | |
| JPH01165724A (ja) | 金属管継手溶接部表面の残留応力改善方法 | |
| JPS61170516A (ja) | 金属管の残留応力改善方法 | |
| JPH038568A (ja) | 金属管の応力腐食割れ改善方法 | |
| SU1650734A1 (ru) | Способ термической обработки сварных соединений из аустенитно-перлитных биметаллов | |
| JPS61227133A (ja) | 熱処理法 |