JPS62222050A

JPS62222050A - 耐蝕性の管または容器および製造方法

Info

Publication number: JPS62222050A
Application number: JP62034362A
Authority: JP
Inventors: クルト・ニーデルホフ; インゴ・ボン・ハーゲン
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1987-09-30
Also published as: EP0233437B1; EP0233437A1; DE3668834D1; ATE50198T1

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。

Description

【発明の詳細な説明】ａ、　産業上の利用分野本発明は、特許請求の範囲第１）項の前文に記載の金属
的に結合された２つの層からなる管またはこれに類する
容器に関する。

ｂ、　従来の技術分野天然ガスおよび石油の採取、輸送および貯蔵、および化
学工業における特殊な用途のために、応力亀裂腐蝕およ
び点線に対して長期間安定性を有し同時に機械的に強力
であり低温に強い材料が必要である。特に、腐蝕化学的
の負荷に対しては、少なくとも１４％のクロムを含有す
るフェライトのＣｒ−Ｍｏ−鋼合金およびオーステナイ
トのＣｒ　−Ｍｏ・Ｎｉ−鋼合金、およびＣｒ−Ｍｏ含
有ニッケル基底合金が耐蝕性を有している。これらの材
料は、特に高価であるばかりでなく、強度特性が悪い欠
点を有するため、管およびその他の構成要素は、高い内
部圧力に充分耐えるには、厚い壁厚さを備える必要があ
る。

同様な矛盾する要求および経済上の理由から、被覆した
材料を使用することが既にＬＥ案されている。この場合
、基底材料は、廉価で機械的に強い純粋な又は低合金化
された炭素鋼である。西ドイツ特許第２２０２２７８号
明細書に、被覆材料としてオーステナイトのＣ「・旧・
鋼が提案されている。この開示において、この二層材料
は炭素遮断層によって補完されるが、この二層材料は加
工の面から掻めて高価になる。さらに、この形式の二層
材料は、いずれか一方の材料層に対して必要な加工およ
び／または熱処理による別の技術的な欠点を有している
。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、その被覆層が、フェライトまたはオー
ステナイトの鋼合金またはニッケル基底合金からなり、
被覆層の耐蝕性が１０００’Ｃないし１２００℃の温度
における溶解熱処理およびこれに続＜３５０を以下への
急冷によって与えられる二層材料に対して、特に０℃よ
りがなり低い温度において大きな機械的強度、特に高い
強靭性を有するような、担体材料を選択することである
。

ｄ、　問題点を解決するための手段この目的は、特許請求の範囲第１）項の必須要綱に記載
の特徴を存する二層材料からなる管またはこれに類する
容器によって達成される。この提案された材料の組合せ
は、幾っがの理由から極めて好適である。評価は、被覆
材料層の最高の耐蝕性を生じるための製造および処理で
あることから出発する。被覆層の耐蝕性を得るには、中
間製品または最終製品の熱成形に続いて１０００℃ない
し１２００℃の温度において溶解熱処理を行ない、続い
て水中で急冷することが必要である。この条件を出発点
として担体材料が選択される。選択されたフェライト・
オーステナイトのＣｒ−Ｎｉ複式鋼は、二層材料の溶解
熱処理によって、低温において高い強度のほかに大きな
強靭性を有することが判明した。

さらに、合金要素の交換に関して、西ドイツ特許第２２
０２２７８号において炭素について記載されているよう
な問題はない。材料対の双方の成分は、極めて僅少な炭
素含量を有している。

被覆材料が担体材料とのしっかりした結合は、種々の方
法で行なうことができる。その後、二層材料は熱変形し
、続いて溶解熱処理され、急冷される。

継目のない管をつ（るため、材料の結合は、圧入に適し
た中空体、押出成形、または熱変形に続く鍍金処理によ
って行われる。充分な変形熱で形成された管は、直ちに
水で少なくとも３５０　℃の温度に急冷することが好ま
しい。管は、最終寸法に常温ピルゲル圧延（ＫａｔＬｐ
ｉｌｇｅｒｎ）することができる。

帯または薄板から縫合せ溶接された管を製造するには、
担体材料を形成するスラブから出発し、これは一般に前
置圧延され研磨された被覆材料からなる薄板によって爆
発リヘノト等を用いて爆発被覆（Ｓｐｒｅｎｇｐｌａｔ
ｔｉｅｒｅｎ）され、熱間圧延されるか、又は装置の中
で担体材料および鍍金材料から二層材料が熱間圧延され
る。二層材料の熱間圧延は、熱膨張率および変形抵抗に
極めて僅少な差異しかないため、問題がない。従って、
比較的薄い被覆を行なうことが可能であり、これは適当
な爆発被覆（Ｓｐｒｅｎｇｐｌａｔｔｉｅｒｅｎ）によ
って好適に行なうことができる。

管にするための帯または薄板の別の加工は、２つのいず
れか一方の作業工程で行なうことができる。１つの方法
としては、製造された薄板または帯が余熱を利用して１
０００℃ないし１２００℃の溶解熱処理温度に熱せられ
、その後、水中で３５０℃以下に急冷され、続いて管に
加工される。または、他の方法として、帯または薄板が
室温に冷却され、室温で縦継目または螺旋継目が形成さ
れ、縫合せ）８接される。

これらの双方の代替方法において、縫合せ溶接は、層材
料に適合した溶加剤によって、例えば内側および外側か
ら行われる。第２の代替方法において、完成した管は、
溶解熱処理のため、一度またはさらにもう一度、１００
０℃ないし１２００℃に加熱され、水中で３５０℃以下
に急冷され、その後、空気で冷却される。管は、溶解熱
処理のため炉の中で個々に全体として製造長さに加熱さ
れ、その場合、管が縦軸の周りに回転されることが好ま
しい。

管は、例えば水中に浸漬することによって溶解熱処理温
度から急冷される。続いて行われる水急冷によるゾーン
パス（Ｚｏｎｅｎｄｕｒｃｈｌａｖｆ）方法における焼
鈍も考えられる。

勿論、この組合せは、炭素鋼との組合せのようには経済
的に有利ではないが、炭素鋼との組合せは、前述の部分
的に公知の技術的な欠点を有している。これに対して、
本提案の担体材料の著しく高い強度は、厚さの薄い構成
要素の使用を可能にし、従って、重量が軽くなるばかり
でなく、加工が容易になり、輸送が廉価になり、取付け
が簡単になるため、耐蝕性の著しく高いフェライトまた
はオーステナイトの鋼、あるいはニッケル基底合金の金
材料に比べて、明らかに経済的な利点を有している。

最後に、この材料成分は溶接性が良好であり、従って、
前述のように、二層材料は、溶接された容器および管に
も使用することができることを付言する必要がある。同
様に、円形継目の現場溶接を容易に行なうことができる
。

ｅ、　実施例次に記載する縦縫合せ溶接された管の実施例によって本
発明の詳細な説明する。

担体材料層としてのＣ０．０２８％、Ｓｉ　０．４３％
、Ｍｎ　１．６９％、Ａ　ｊ！　０．０２０％、Ｐ　０
．０１８％、Ｓ　０．００２％、Ｃｒ　２１．８％、Ｎ
ｉ　５．４２％、Ｍｏ　３．０４　％、Ｎ　０．１４％
の組成を存する片側の表面が磨かれた厚さ約２０８１■
の平らなスラブと、被覆材料層としてのＣ０．０１５％
、Ｓｉ　０．３１％、Ｋｎ　１．４８％、Ｐ　０．０１
６％、Ｓ　０．００３％、Ａ　ｌ　０．０２７％、Ｃｕ
　１．１７％、Ｃｒ　２７．１５％、旧３１．４％、Ｍ
ｏ　３．４８％、Ｎ　０．１１％の組成を有する高耐蝕
性オーステナイト鋼からなる厚さ約３２ｍの前置圧延さ
れ、場合によっては片側が磨かれた板とが、爆発被覆に
よって金属的に互に結合される。そのようにつくられた
厚さ約２４０　Ｍの装入スラブが、炉中で１２４０℃に
加熱され、続いて板に圧延される。最終圧延は約１１０
０℃で行われる。全体の板厚さは１８ｍ５である。板は
、圧延温度から水によって３２０℃に急冷され、その後
さらに空気で冷却されるため、ばらつきのない状態にな
る。

そのようにしてつくられた二層板が、続いて縁取りされ
、縦縁にＸ字状の溶接かどが設けられ、曲げ処理によっ
て鍍金層を備えた縦継目スリット管に成形される。その
後、全長に亘って外部から仮付は継目が設けられ、この
場合、同様な付加材料（Ｃｒ２２％、Ｎｉ９％５Ｍ０３
％）によってＭＵＧ方法が使用される。続いて、継目が
縁の下方約２層−まで満たされるように、先ず内側から
ｔｌＰ継目が溶接される。この場合、担体材料と同様な
付加材料が使用される・その後、外側が同じ付加材料を
使用して同じ方法で仕上げ溶接される。最後に、内側か
ら鍍金層がｕｐ溶接される。この場合、付加材料として
インコネル６２５が使用される。溶接後に管が拡げられ
、サンドブラストされ、端部に溶接斜角面が設けられる二層管は、次表に示された特性を存している。

表旦体材料の　械　噺・な８性見掛は弾性限界＝Ｒ，。、、　−６６ＯＮ／−１引張強
さ　　　−Ｒ，＝７７２Ｎ／鶴２伸び率　　　　＝Ａｓ
　　　＝３６％破断収縮　　　＝Ｚ　　　＝７１％ｌ５Ｏ−Ｖ−切欠きバー衝撃仕事＝＾ｖ−２０℃＝　１
５１ＪＡｖ　−４０℃−１２６ＪＴｕ　Ａｖ　ｙａａｘ／２　＝８７℃ Ｔｕ　ＤＨＴＴ　　　−１２℃ （ＤＷＴＴ　＝落下破壊試験）修正された引張り試料による圧力釜内の応力亀裂腐蝕試
験：

Claims

【特許請求の範囲】１）耐触性の管または容器であって、外部の比較的厚い
担体材料層と、フェライトまたはオーステナイトの鋼ま
たはニッケル基底合金からなる内部の比較的薄い耐蝕性
の優れた被覆材料層とからなり、その場合、被覆材料層
が担体材料層と金属的に結合された形式のものにおいて
、担体材料層が場合によってはモリブデンを含有するそ
れ自体公知の炭素の少いＣｒ・Ｎｉ複式鋼からなり、そ
の組成は、構成成分が４：１ないし１：４の範囲のフェ
ライトおよびオーステナイトであり、これと共に場合に
よっては少量のアルテンサイトが存在するように調整さ
れ、結合された材料が、中間製品または完成製品の最終
熱成形後に、１０００℃ないし１２００℃の溶解熱処理
温度領域から水中で３５０℃以下の温度に急冷され、続
いて静止した空気で冷却されることを特徴とする耐蝕性
の管または容器。２）上記担体材料層が、Ｃ０．００５ないし０．０６％
、Ｓｉ０．１ないし１．５％、Ｍｎ０．２ないし２．５
％、Ｎ０．０１ないし０．２５％、Ｍｏ０．０１ないし
６％、Ｃｒ１４ないし２８％、Ｎｉ３ないし１４％、そ
の他鉄および通常の不純物を含有する鋼合金からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１）項記載の管または
容器。３）結合された材料が、静止空気における冷却によって
、２０ないし７０％の常温変形を受けることを特徴とす
る特許請求の範囲第１）項または第２）項記載の管また
は容器。４）特許請求の範囲第１）項ないし第３）項記載の管を
製造する方法であって、厚さが厚く内部が被覆された中
空体が押出し成形によって管に変形され、押出し成形温
度から水で３５０℃以下の温度に急冷され、次に静止空
気で冷却され、場合によっては２０ないし７０％常温変
形されることを特徴とする管の製造方法。５）担体材料およびしっかりと結合された被覆材料から
なる帯または薄板が、熱間圧延によって製造され、熱間
圧延温度から１０００℃ないし２０００℃の溶解熱処理
温度に余熱で熱せられ、水中で３５０℃以下の温度に急
冷され、静止空気でそれ以下の温度に冷却され、常温で
管状に曲げられ、内部および外部から縫合せ溶接される
ことを特徴とすする特許請求の範囲第４）項記載の管の
製造方法。６）担体材料およびしっかりと結合された被覆材料から
なる帯または薄板が、熱間圧延によって製造され、常温
で管状に曲げられ、内部および外部から縫合せ溶接され
、１０００℃ないし１２００℃の溶解熱処理温度に加熱
され、水で３５０℃以下の温度に急冷され、静止空気で
それ以下の温度に冷却されることを特徴とする特許請求
の範囲第４）項記載の管の製造方法。