JPS61170516A - 金属管の残留応力改善方法 - Google Patents
金属管の残留応力改善方法Info
- Publication number
- JPS61170516A JPS61170516A JP60009533A JP953385A JPS61170516A JP S61170516 A JPS61170516 A JP S61170516A JP 60009533 A JP60009533 A JP 60009533A JP 953385 A JP953385 A JP 953385A JP S61170516 A JPS61170516 A JP S61170516A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heated
- stress
- tubular body
- improvement
- residual stress
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- 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】
「産業上の利用分野」
本発明は、金属管の残留応力改善方法に関するものであ
る。
る。
「従来の技術」
一般に、金属材料、例えば原子力や化学プラント等に多
用されているオーステナイト系ステンレス鋼等において
は、引っ張り応力と腐食因子とが共存する場合、腐食割
れが急速に進行することが知られている。
用されているオーステナイト系ステンレス鋼等において
は、引っ張り応力と腐食因子とが共存する場合、腐食割
れが急速に進行することが知られている。
従来、金属材料が鋼管等である場合は、管の中に冷却水
を挿通させながら管を誘導加熱して、管の内外面に降伏
点以上の熱応力が生じる温度差を与え、応力改善を必要
とする管の継ぎ目等に残留圧縮応力を発生させた状態と
する応力改善方法が考えられている。
を挿通させながら管を誘導加熱して、管の内外面に降伏
点以上の熱応力が生じる温度差を与え、応力改善を必要
とする管の継ぎ目等に残留圧縮応力を発生させた状態と
する応力改善方法が考えられている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、このような方法は、直管等の単純な形状
には適用可能であるが、管体の形状が複雑である場合や
、管の内部に冷却水を流せない場合等であると、適用す
ることができないという間。
には適用可能であるが、管体の形状が複雑である場合や
、管の内部に冷却水を流せない場合等であると、適用す
ることができないという間。
照点がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を有効に解決す
るとともに、形状の制限を受けることが少なく、管体の
一部に溶接部分がある等の応力腐食割れや疲労発生の心
配がある広い範囲の金属管に適用可能である残留応力改
善方法の提供を目的とするものである。
るとともに、形状の制限を受けることが少なく、管体の
一部に溶接部分がある等の応力腐食割れや疲労発生の心
配がある広い範囲の金属管に適用可能である残留応力改
善方法の提供を目的とするものである。
「問題点を解決するだめの手段」
このような目的を達成するため、本発明は、管体の一部
分を加熱し、該加熱部分と非加熱部分との熱膨張差によ
り、加熱部分と非加熱部分との境界付近に降伏点以上の
応力を発生させた後、前記加熱部分を冷却して非加熱部
分に残留圧縮応力を発生させることを特徴とするもので
あり、管軸方向には、加熱部分に圧縮方向の塑性変形を
生じさせて、冷却後にその塑性変形分に相当する収縮作
用により、非加熱部分に圧縮応力を付与するように゛し
ているものであり、円周方向には、加熱部分の一部に圧
縮方向の塑性変形を生じさせて、冷却後に塑性変形分に
相当する収縮作用を非加熱部分に生じさせて圧縮応力を
付与するものである。
分を加熱し、該加熱部分と非加熱部分との熱膨張差によ
り、加熱部分と非加熱部分との境界付近に降伏点以上の
応力を発生させた後、前記加熱部分を冷却して非加熱部
分に残留圧縮応力を発生させることを特徴とするもので
あり、管軸方向には、加熱部分に圧縮方向の塑性変形を
生じさせて、冷却後にその塑性変形分に相当する収縮作
用により、非加熱部分に圧縮応力を付与するように゛し
ているものであり、円周方向には、加熱部分の一部に圧
縮方向の塑性変形を生じさせて、冷却後に塑性変形分に
相当する収縮作用を非加熱部分に生じさせて圧縮応力を
付与するものである。
「実施例」
以下、本発明に係る金属管の残留応力改善方法を適用し
た一実施例を図面に基づいて説明する。
た一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に示す管体１は、残留応力を改善したい部分が、
ノズル２の溶接部３となっている。このような管体１に
おいて、その上半分を加熱部分４とし、主として下半分
を非加熱部分５としておいて、非加熱部分５の温度を常
温等に保持したまま、加熱部分４を一様に加熱すると、
加熱部分４が第１図の鎖線で示すように、管軸方向及び
円周方向にそれぞれ熱膨張しようとする。この熱膨張は
、非加熱部分５によって抑制されるので、管体ｌの寸法
増加が制限を受け、主として加熱部分４の一部に圧縮方
向の塑性変形を生じさせることができる。
ノズル２の溶接部３となっている。このような管体１に
おいて、その上半分を加熱部分４とし、主として下半分
を非加熱部分５としておいて、非加熱部分５の温度を常
温等に保持したまま、加熱部分４を一様に加熱すると、
加熱部分４が第１図の鎖線で示すように、管軸方向及び
円周方向にそれぞれ熱膨張しようとする。この熱膨張は
、非加熱部分５によって抑制されるので、管体ｌの寸法
増加が制限を受け、主として加熱部分４の一部に圧縮方
向の塑性変形を生じさせることができる。
即ち、まず管軸方向について説明すると、第２図（Ａ）
に示すように、加熱部分４には、その伸張作用が抑制さ
れることに基づいて圧縮応力−σＸ＋が、また、伸張作
用を抑制している非加熱部分５には、反対の引っ張り応
力σＸ、が発生する。一方、管体１の円周方向には、第
１図（Ｂ）の鎖線で示すように、加熱部分４の円周方向
の寸法が熱膨張により大きくなることが、非加熱部分５
により抑制されるため、第２図（Ｂ）に示すように、境
界部分６の付近の加熱部分には、圧縮応力−σφ、が、
また、非加熱部分５には引っ張り応力σφ、が発生する
と考えられる。
に示すように、加熱部分４には、その伸張作用が抑制さ
れることに基づいて圧縮応力−σＸ＋が、また、伸張作
用を抑制している非加熱部分５には、反対の引っ張り応
力σＸ、が発生する。一方、管体１の円周方向には、第
１図（Ｂ）の鎖線で示すように、加熱部分４の円周方向
の寸法が熱膨張により大きくなることが、非加熱部分５
により抑制されるため、第２図（Ｂ）に示すように、境
界部分６の付近の加熱部分には、圧縮応力−σφ、が、
また、非加熱部分５には引っ張り応力σφ、が発生する
と考えられる。
このとき、加熱部分４の内部応力σｘｔ・−σφ、がそ
れぞれ降伏点以上になると、その部分に塑性変形を生じ
ることになる。
れぞれ降伏点以上になると、その部分に塑性変形を生じ
ることになる。
次いで、円周方向及び管軸方向に塑性変形が生じている
管体１の加熱を停止し、自然放置等により冷却すると、
加熱部分４の収縮にともなって、塑性変形分に相当する
管軸方向及び円周方向の圧縮力が生じる。
管体１の加熱を停止し、自然放置等により冷却すると、
加熱部分４の収縮にともなって、塑性変形分に相当する
管軸方向及び円周方向の圧縮力が生じる。
つまり、管軸方向には、加熱部分４が当初の状態、即ち
加熱前の元の長さよりも塑性変形分だけ小さくなろうと
し、かつ、非加熱部分５が当初の状態、即ち、元の長さ
よりも塑性変形分だけ大きくなろうとし、第３図（Ａ）
に示すように、加熱部分４に引っ張り残留応力σＸ、が
発生するとともに、非加熱部分５に圧縮残留応力−σＸ
、を付与した状態とすることができる。
加熱前の元の長さよりも塑性変形分だけ小さくなろうと
し、かつ、非加熱部分５が当初の状態、即ち、元の長さ
よりも塑性変形分だけ大きくなろうとし、第３図（Ａ）
に示すように、加熱部分４に引っ張り残留応力σＸ、が
発生するとともに、非加熱部分５に圧縮残留応力−σＸ
、を付与した状態とすることができる。
一方、円周方向には、加熱部分４に圧縮方向の塑性変形
が発生した分だけ、円周方向の寸法が小さくなっている
ため、境界部分６の付近に位置している非加熱部分５に
圧縮残留応力−σφ２を付与した状態とすることができ
るものである。
が発生した分だけ、円周方向の寸法が小さくなっている
ため、境界部分６の付近に位置している非加熱部分５に
圧縮残留応力−σφ２を付与した状態とすることができ
るものである。
また、ノズル２の溶接部３に付与される圧縮残留応力は
、管軸方向及び円周方向の複合したものとなり、この場
合、大きさを加熱部分４の管軸方向の長さと、円周方向
の長さとの割合により設定・することができ、溶接部３
の形状大きさにより設定される。そして、残留応力を軸
方向だけ圧縮にする場合ならば、加熱領域を管の半分程
度にすれば良いし、残留応力を軸方向、円周方向ともに
圧縮にする場合ならば、加熱領域を管の半分以上の４分
の３位までにすれば良い。
、管軸方向及び円周方向の複合したものとなり、この場
合、大きさを加熱部分４の管軸方向の長さと、円周方向
の長さとの割合により設定・することができ、溶接部３
の形状大きさにより設定される。そして、残留応力を軸
方向だけ圧縮にする場合ならば、加熱領域を管の半分程
度にすれば良いし、残留応力を軸方向、円周方向ともに
圧縮にする場合ならば、加熱領域を管の半分以上の４分
の３位までにすれば良い。
なお、第１図例では、被処理領域２を常温状態に維持す
る手段についての説明を省略したが、管体ｌの内外両面
冷却等の他、管体Ｉの一部に熱容量の大きなノズル２等
の部品が一体に配設される場合等であると、その熱放散
を利用して、低温状態の維持ある″いは冷却を行なうこ
とができる。
る手段についての説明を省略したが、管体ｌの内外両面
冷却等の他、管体Ｉの一部に熱容量の大きなノズル２等
の部品が一体に配設される場合等であると、その熱放散
を利用して、低温状態の維持ある″いは冷却を行なうこ
とができる。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば、主とじて加熱部分
に管軸方向と円周方向との塑性変形を生じさせて、加熱
部分の冷却後に、非加熱部分に圧縮残留応力を付与する
ようにしているので、応力改善を必要とする部分に、内
外差の少ない圧縮残留応力を付与することができ、また
、管体内に冷却水を送り込まないので作業性に優れ、適
用範囲を広くすることができる等の効果を奏するもので
ある。
に管軸方向と円周方向との塑性変形を生じさせて、加熱
部分の冷却後に、非加熱部分に圧縮残留応力を付与する
ようにしているので、応力改善を必要とする部分に、内
外差の少ない圧縮残留応力を付与することができ、また
、管体内に冷却水を送り込まないので作業性に優れ、適
用範囲を広くすることができる等の効果を奏するもので
ある。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図（Ａ ）
（Ｂ ）は管体における加熱部分及び非加熱部分を説明
する縦断面図及び横断面図、第２図は加熱時における（
Ａ ）（Ｂ ）は管軸方向及び円周方向の発生応力の分
布図、第３図（Ａ ）（Ｂ ）は冷却後における管軸方
向及び円周方向の発生応力の分布図である。 ｌ・・・・・・管体、２・・・・・・ノズル、３・・・
・・・溶接部５．４・・・・・・加熱部分、５・・・・
・・非加熱部分。 第１図 （Ａ）
（Ｂ）し−７−」 第２ （Ａ） 第３ （ＡＪ （Ｂ） 図 （Ｂｌ
（Ｂ ）は管体における加熱部分及び非加熱部分を説明
する縦断面図及び横断面図、第２図は加熱時における（
Ａ ）（Ｂ ）は管軸方向及び円周方向の発生応力の分
布図、第３図（Ａ ）（Ｂ ）は冷却後における管軸方
向及び円周方向の発生応力の分布図である。 ｌ・・・・・・管体、２・・・・・・ノズル、３・・・
・・・溶接部５．４・・・・・・加熱部分、５・・・・
・・非加熱部分。 第１図 （Ａ）
（Ｂ）し−７−」 第２ （Ａ） 第３ （ＡＪ （Ｂ） 図 （Ｂｌ
Claims (1)
- 管体の一部分を加熱し、該加熱部分と非加熱部分との熱
膨張差により、加熱部分と非加熱部分との境界付近に降
伏点以上の応力を発生させた後、前記加熱部分を冷却し
て非加熱部分に残留圧縮応力を発生させることを特徴と
する金属管の残留応力改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60009533A JPS61170516A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 金属管の残留応力改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60009533A JPS61170516A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 金属管の残留応力改善方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170516A true JPS61170516A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11722903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60009533A Pending JPS61170516A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 金属管の残留応力改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170516A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083374A (en) * | 1990-04-16 | 1992-01-28 | Miller Ray R | Thermally prestressed cylindrical structure and method of making same |
-
1985
- 1985-01-22 JP JP60009533A patent/JPS61170516A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083374A (en) * | 1990-04-16 | 1992-01-28 | Miller Ray R | Thermally prestressed cylindrical structure and method of making same |
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