JPS61253325A - 中空体の残留応力改善法 - Google Patents
中空体の残留応力改善法Info
- Publication number
- JPS61253325A JPS61253325A JP60093600A JP9360085A JPS61253325A JP S61253325 A JPS61253325 A JP S61253325A JP 60093600 A JP60093600 A JP 60093600A JP 9360085 A JP9360085 A JP 9360085A JP S61253325 A JPS61253325 A JP S61253325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- hollow body
- pipe
- residual stress
- sides
- 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
-
- 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、管又は管状容器などの中空体の突合せ周溶接
継手における残留応力を改善する方法に係る。
継手における残留応力を改善する方法に係る。
（従来の技術）
配管又は管状容器など中空体の突合せ周溶接部には、内
面では周方向、軸方向とも引張残留応力が存在しておシ
、この内面の引張残留応力の存在は疲労強度や耐応力腐
食割れ性能の低下を招くため、引張残留応力の程度を軽
減ないしは圧縮状態とすることが望まれている。
面では周方向、軸方向とも引張残留応力が存在しておシ
、この内面の引張残留応力の存在は疲労強度や耐応力腐
食割れ性能の低下を招くため、引張残留応力の程度を軽
減ないしは圧縮状態とすることが望まれている。
この目的を達するため種々の残留応力改善法が提案され
ておシ、外面加熱・内面冷却法は、外面を加熱すると同
時に内面を水などで冷却するととＫよシ内外面の温度差
を生ぜしめ、その時の熱応力によって内面の残留応力状
態を圧縮状態としようとするものであるが、この方法は
、内面を冷却する必要がちるので冷却が難しい場所では
適用不可能であること、冷却するため加熱装置の容量に
大きなものが必要であることなどの欠点がある。
ておシ、外面加熱・内面冷却法は、外面を加熱すると同
時に内面を水などで冷却するととＫよシ内外面の温度差
を生ぜしめ、その時の熱応力によって内面の残留応力状
態を圧縮状態としようとするものであるが、この方法は
、内面を冷却する必要がちるので冷却が難しい場所では
適用不可能であること、冷却するため加熱装置の容量に
大きなものが必要であることなどの欠点がある。
またリンダ法は、溶接線の両側を加熱しそのすぐあとを
冷却しながら、順次溶接線に沿って処理していくもので
あるが、この方法も、やはり冷却の必要があるという欠
点がある上に、溶接線方向に順に加熱冷却してゆくため
効果が不確実である。
冷却しながら、順次溶接線に沿って処理していくもので
あるが、この方法も、やはり冷却の必要があるという欠
点がある上に、溶接線方向に順に加熱冷却してゆくため
効果が不確実である。
これらの方法はすべて加熱と同時に冷却が必要であるが
、従来提案されている方法のうち冷却が不要の方法とし
て、溶接線の両側に溶接ビードを置き、それによる残留
応力分布を利用して所期の部分の残留応力分布を改善し
ようとする方法がある。しかしこの方法は、溶接による
材質変化が生じるし、又リンダ法と同じく一度に加熱し
ないため信頼性に欠けるという欠点があシ、更に軸方向
の残留応力が改善しにくいという原理的欠陥がある。
、従来提案されている方法のうち冷却が不要の方法とし
て、溶接線の両側に溶接ビードを置き、それによる残留
応力分布を利用して所期の部分の残留応力分布を改善し
ようとする方法がある。しかしこの方法は、溶接による
材質変化が生じるし、又リンダ法と同じく一度に加熱し
ないため信頼性に欠けるという欠点があシ、更に軸方向
の残留応力が改善しにくいという原理的欠陥がある。
更に、上記の諸方法の欠点を持たない、即ち処理後又は
処理中の冷却が不要でそのため加熱装置の容量が少さく
て済み、かつ残留応力改善効果が確実で信頼性に富む方
法として、中空体の突合せ周溶接継手の溶接線両側にお
ける中空体寸法に応じた適切な領域ＫＸ環状に均一な加
熱を施し、軸方向に温度分布を生ぜしめたのち加熱を停
止し放冷する中空体の残留応力改善方法が知られている
。しかしながら、この方法も、それによシ引張り残留応
力は軽減されるが、必ずしも溶接線近傍が圧縮状態にな
るとは限らないという問題点があった。
処理中の冷却が不要でそのため加熱装置の容量が少さく
て済み、かつ残留応力改善効果が確実で信頼性に富む方
法として、中空体の突合せ周溶接継手の溶接線両側にお
ける中空体寸法に応じた適切な領域ＫＸ環状に均一な加
熱を施し、軸方向に温度分布を生ぜしめたのち加熱を停
止し放冷する中空体の残留応力改善方法が知られている
。しかしながら、この方法も、それによシ引張り残留応
力は軽減されるが、必ずしも溶接線近傍が圧縮状態にな
るとは限らないという問題点があった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、応力腐食割れを完全に防止するためには、応
力状態を圧縮にする必要があるところから、上記の方法
を更に改善して、中空体内面溶接線近傍の応力状態を完
全に圧縮状態にする方法を提供しようとするものである
。
力状態を圧縮にする必要があるところから、上記の方法
を更に改善して、中空体内面溶接線近傍の応力状態を完
全に圧縮状態にする方法を提供しようとするものである
。
（問題点を解決するための手段）
すなわち本発明は中空体の突合せ周溶接継手の溶接線両
側に１下記式を満足するよう溶接中心からの距離ｊ及び
加熱幅Ｗの領域で、環状に均一な加熱を施して均一な高
温部を形成した後、放冷することを特徴とする中空体の
残留応力改善方法に関するものである。
側に１下記式を満足するよう溶接中心からの距離ｊ及び
加熱幅Ｗの領域で、環状に均一な加熱を施して均一な高
温部を形成した後、放冷することを特徴とする中空体の
残留応力改善方法に関するものである。
βｌ ＝ １．４
βＷ≧１．４
β４ ＝３（１−ｓ＋”）／Ｒ冨ｔ３
但し
シ：中空体のポアノン比
Ｒ：中空体の半径
ｔ：中空体の板厚
ｌ：溶接線中央から加熱端までの距離
Ｗ：加熱幅
β：無次元化パラメータ
以下、本発明方法を、第１図、第２図に基づいて説明す
る。
る。
本発明は第１図に示すように、管１外面よシ、突合せ溶
接継手の溶接金属２０両側において高周波加熱、ガス炎
などの加熱源３（図は加熱コイルをあられす）によって
加熱し、第２図に示したように軸方向の温度分布を生じ
させ、その後放冷する。第２図においてｌは加熱位置、
Ｗは加熱幅である。
接継手の溶接金属２０両側において高周波加熱、ガス炎
などの加熱源３（図は加熱コイルをあられす）によって
加熱し、第２図に示したように軸方向の温度分布を生じ
させ、その後放冷する。第２図においてｌは加熱位置、
Ｗは加熱幅である。
この時、本発明では、加熱位置ｊがβｌ−１，４、加熱
幅Ｗがβ〉１．４となるように加熱位置及び加熱幅を特
定するものである。
幅Ｗがβ〉１．４となるように加熱位置及び加熱幅を特
定するものである。
但し、β’ −３（１−＆ｌ”）／Ｈ１ｌ、ａν茎中空
体のポアソン比 Ｒ霧中空体の半径 ｔ１中空体の板厚 ／１溶接線中央から加熱端までの距離 Ｗｔ加熱幅 β；無次元化パラメータ この加熱位置及び加熱幅は、溶接金属の両側加熱法にお
いて、基本施行祭件を明らかにするために、パラメータ
を変化させて熱弾塑性有限要素法によシ両側加熱法の残
留応力除去効果を調べた結果明らかになったものである
。
体のポアソン比 Ｒ霧中空体の半径 ｔ１中空体の板厚 ／１溶接線中央から加熱端までの距離 Ｗｔ加熱幅 β；無次元化パラメータ この加熱位置及び加熱幅は、溶接金属の両側加熱法にお
いて、基本施行祭件を明らかにするために、パラメータ
を変化させて熱弾塑性有限要素法によシ両側加熱法の残
留応力除去効果を調べた結果明らかになったものである
。
（具体例）
第３図〜第６図に本発明法をステンレス鋼管突合せ溶接
継手に対して適用した実験結果を示す。第３図、第４図
は外径３１ａ５ｍ、板厚３五３囚の鋼管に対して本発明
を適用した場合であり、第３図は施行後の管内面周方向
残留応力分布測定結果を、第４図は施行後の管内面軸方
向残留応力分布測定結果をそれぞれ示す。この場合β＄
ｃＬ０１７７となり、適正加熱位置！中８０１１１％適
正加熱幅Ｗ〉８０−となる。
継手に対して適用した実験結果を示す。第３図、第４図
は外径３１ａ５ｍ、板厚３五３囚の鋼管に対して本発明
を適用した場合であり、第３図は施行後の管内面周方向
残留応力分布測定結果を、第４図は施行後の管内面軸方
向残留応力分布測定結果をそれぞれ示す。この場合β＄
ｃＬ０１７７となり、適正加熱位置！中８０１１１％適
正加熱幅Ｗ〉８０−となる。
第５図、第６図は外径５０ａロー、板厚ａＯ震の鋼管に
対して本発明を適用した場合であシ、第５図、第６図は
それぞれ第３図、第４図に対応する。この場合、β中（
ＬＯ２８５となシ、適用加熱位置１ｄｐ５０ｔｍ、適正
加熱幅Ｗン５０ｍとなる。
対して本発明を適用した場合であシ、第５図、第６図は
それぞれ第３図、第４図に対応する。この場合、β中（
ＬＯ２８５となシ、適用加熱位置１ｄｐ５０ｔｍ、適正
加熱幅Ｗン５０ｍとなる。
これらの図に示すように、本発明方法の施工により、管
内面溶接線近傍の残留応力は圧縮状態に改善できる事が
証明されている。
内面溶接線近傍の残留応力は圧縮状態に改善できる事が
証明されている。
第１表、第２表は、加熱位置βｊ−１，４の元でβＷを
ｔ １ 、１．２ 、１．３ 、１．４ 、２．０と変
化させた場合の溶接中心線上及びその近傍に於ける管内
面軸方向及び周方向の残留応力値を求めたものであり、
βＷ≧ｔ４においては、すべて残留応力は圧縮側となっ
ている。
ｔ １ 、１．２ 、１．３ 、１．４ 、２．０と変
化させた場合の溶接中心線上及びその近傍に於ける管内
面軸方向及び周方向の残留応力値を求めたものであり、
βＷ≧ｔ４においては、すべて残留応力は圧縮側となっ
ている。
第１表 管内面軸方向の残留応力（βｔ−１，ａ）（単
位：ｋｇｔ／ｖ！ ） 第２表 管内面周方向の残留応力（βｌ＝１．４）（単
位： ｋｇｔ／Ｊ ） 注）１．ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす
。
位：ｋｇｔ／ｖ！ ） 第２表 管内面周方向の残留応力（βｌ＝１．４）（単
位： ｋｇｔ／Ｊ ） 注）１．ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす
。
２本試験の供試材は、φ１１４．３Ｘｔｉの配管である
。
。
第３表、第４表は、加熱中βＷ≧１．４の元でβｌを１
．１ 、１．２ 、１．３ 、１．４ 、１．５と変化
させた場合の溶接中心線上及びその近傍に於ける管内面
周方向及び軸方向の残留応力値を求めたものであり、β
ｌ＝１．４においては、残留応力は圧縮側となる。
．１ 、１．２ 、１．３ 、１．４ 、１．５と変化
させた場合の溶接中心線上及びその近傍に於ける管内面
周方向及び軸方向の残留応力値を求めたものであり、β
ｌ＝１．４においては、残留応力は圧縮側となる。
第３表 管内面周方向の残留応力（βＷ〉１．４）第４
表 管内面軸方向の残留応力（β〉１．４ ）注）１．
ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす。
表 管内面軸方向の残留応力（β〉１．４ ）注）１．
ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす。
２本試験の供試材は、φ１１４．３Ｘｔ＆Ｏの配管であ
る。
る。
第５表は、加熱位置、加熱中が同じ場合で、加熱条件を
変化させた場合の各ケースに於ける管内面周方向及び軸
方向残留応力結果であシ、本結果から、加熱条件の違い
による管内面周方向及び軸方向残留応力値の違いはほと
んどないことがわかる。
変化させた場合の各ケースに於ける管内面周方向及び軸
方向残留応力結果であシ、本結果から、加熱条件の違い
による管内面周方向及び軸方向残留応力値の違いはほと
んどないことがわかる。
第５表 管内面周方向及び軸方向残留応力（単位：
ｋｇｔ／ｗ！＞ 注）１．ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす
。
ｋｇｔ／ｗ！＞ 注）１．ｘとは、溶接中心から軸方向への距離を表わす
。
２本試験の供試材は、φ５ｏａｘｔａｏの配管である。
Ｓ 本試験における加熱条件は下表のとおシである。
第１図及び第２図は本発明方法の基本となる加熱位置、
加熱幅を説明する因である。 第３〜６図は本発明方法の具体例の、管内面周又は軸方
向残留応力分布測定結果を示す図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復イノ（゛埋入 伝む乙 ９３？ Ｓ
＊ミ第１図 第２図 灘 釉刀門 巾 １頁の続き 発 明 者 内 山 昌 幸 東京都千代田区
大手町式会社内 発 明 者 名 山 理 介 高砂市荒井町新
浜２丁砂研究所内 帛 明 者 村 瀬 −紀 高砂市荒井町新浜
２丁砂研究所内 帛 明 者 音 １） 豊 孝 神戸市兵庫区和
田崎町社神戸造船所内 箔 明 者 秋 友 典 夫 神戸市兵庫区和
田崎町社神戸造船所内
加熱幅を説明する因である。 第３〜６図は本発明方法の具体例の、管内面周又は軸方
向残留応力分布測定結果を示す図表である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復イノ（゛埋入 伝む乙 ９３？ Ｓ
＊ミ第１図 第２図 灘 釉刀門 巾 １頁の続き 発 明 者 内 山 昌 幸 東京都千代田区
大手町式会社内 発 明 者 名 山 理 介 高砂市荒井町新
浜２丁砂研究所内 帛 明 者 村 瀬 −紀 高砂市荒井町新浜
２丁砂研究所内 帛 明 者 音 １） 豊 孝 神戸市兵庫区和
田崎町社神戸造船所内 箔 明 者 秋 友 典 夫 神戸市兵庫区和
田崎町社神戸造船所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 中空体の突合せ周溶接継手の溶接線両側に、下記式を満
足するよう溶接中心からの距離ｌ及び加熱幅Ｗの領域で
、環状に均一な加熱を施して均一な高温部を形成した後
、放冷することを特徴とする中空体の残留応力改善法。 βｌ＝１．４ βＷ≧１．４ β＾４＝３（１−ν＾２）／Ｒ＾２ｔ＾２ 但し ν：中空体のポアソン比 Ｒ：中空体の半径 ｔ：中空体の板厚 ｌ：溶接線中央から加熱端までの距離 Ｗ：加熱幅 β：無次元化パラメータ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60093600A JPS61253325A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 中空体の残留応力改善法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60093600A JPS61253325A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 中空体の残留応力改善法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253325A true JPS61253325A (ja) | 1986-11-11 |
Family
ID=14086808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60093600A Pending JPS61253325A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 中空体の残留応力改善法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61253325A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230716A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Hokkaido Electric Power Co Inc:The | 円周溶接部の残留応力改善方法 |
| JP2004130314A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Toshiba Corp | 応力腐食割れ発生抑制方法 |
| JP2010000543A (ja) * | 2009-10-02 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 応力腐食割れ発生抑制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5941425A (ja) * | 1982-09-02 | 1984-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 中空体の残留応力改善方法 |
-
1985
- 1985-05-02 JP JP60093600A patent/JPS61253325A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5941425A (ja) * | 1982-09-02 | 1984-03-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 中空体の残留応力改善方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230716A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Hokkaido Electric Power Co Inc:The | 円周溶接部の残留応力改善方法 |
| JP2004130314A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Toshiba Corp | 応力腐食割れ発生抑制方法 |
| JP2010000543A (ja) * | 2009-10-02 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 応力腐食割れ発生抑制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9644769B1 (en) | System and method for welding tubular workpieces | |
| BR102013021664B1 (pt) | processo para produção de tubo cladeado por trefilação e tubo cladeado | |
| JPS61253325A (ja) | 中空体の残留応力改善法 | |
| TW201446393A (zh) | 管件銲接用內襯套管 | |
| EP1916052A2 (en) | System, method and apparatus for reinforcing friction stir processed joints | |
| JPS5936145B2 (ja) | 圧力容器 | |
| JPH05293661A (ja) | 耐食性の優れたクラッド鋼管の製造法 | |
| JPH045730B2 (ja) | ||
| US4612071A (en) | Mechanical stress improvement process | |
| JPH0246654B2 (ja) | Chukutainozanryuoryokukaizenhoho | |
| JPS58218391A (ja) | 鋼管の円周継手溶接法 | |
| JPS5817807B2 (ja) | 配管の熱処理方法 | |
| Goldak | Finite Element Analysis of Welding on Fluid-Filled, Pressurized Pipelines | |
| JPS6263620A (ja) | 中空体の残留応力の改善法 | |
| JPH0230716A (ja) | 円周溶接部の残留応力改善方法 | |
| JPH11315973A (ja) | 組成の異なる鋼材の溶接方法 | |
| JP3872742B2 (ja) | 成形性に優れたｕｏｅ鋼管の製造方法 | |
| JPS61119619A (ja) | 金属管の熱処理方法 | |
| JPS5943822A (ja) | 管類の熱処理方法 | |
| Lafta et al. | Experimental Investigation of Vibration Stress Relief of A106 Steel Pipe T-Welded Fittings | |
| CA2185996A1 (en) | Method for mitigating residual stresses in welded metal components using high torch travel speeds | |
| JPS60131923A (ja) | 二重管溶接部の熱処理方法 | |
| JPS6076290A (ja) | クラツド鋼管の製造方法 | |
| JPS59202117A (ja) | 二重管の製造方法 | |
| Suzumura et al. | 414 Braze Pressure Welding (BPW)-A New Method for High Quality Pressure Welding |