WO2012001882A1 - 蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法 - Google Patents

蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法 Download PDF

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仁寿 豊田
黒田　浩一
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住友金属工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat transfer tube used for a steam generator of nuclear power or thermal power generation equipment, and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a heat transfer tube for a steam generator that can improve inspection efficiency by inspection by eddy current flaw detection from the inner surface of the tube, and a manufacturing method thereof.
  • Steam generator heat transfer tube A small-diameter long heat transfer tube used for steam generators in nuclear power plants and thermal power generation facilities.
  • a steam generator heat transfer tube for nuclear power generation is also abbreviated herein as an SG (steam generator) tube.
  • U-shaped SG tubes used in heat exchangers such as steam generators and feedwater heaters used in nuclear power plants are manufactured by bending a long and thin heat transfer tube into a U shape.
  • This U-shaped SG tube is inspected to detect flaws from the inner surface of the tube by eddy current testing as a pre-use inspection after being installed in a heat exchanger and as a periodic inspection after being used for a certain period of time. Is called.
  • the inspection standard for eddy current flaw detection from the inner surface of the pipe is extremely strict in order to ensure the safety of nuclear power generation facilities.
  • FIG. 1 is an example of a chart showing the results of eddy current flaw detection from the inner surface of the tube.
  • the chart shows a signal S from a standard flaw determined by an inspection standard and a signal N having a constant period P.
  • This signal N called base noise, is caused by minute dimensional fluctuations that occur in the axial direction of the tube, prevents erroneous detection as a signal due to detection flaws, makes flaw determination quickly, and improves inspection efficiency. In order to improve, it is necessary to reduce the magnitude of the signal N as much as possible.
  • S / N ratio the ratio between the signal S and the signal N from the standard flaw
  • the eddy current flaw detection from the inner surface is performed automatically based on the signal shown in the chart, if the base noise is large, that is, if the S / N ratio is small, the signal from the minute defect is hidden in the base noise. As a result, it becomes difficult to distinguish micro defects from base noise.
  • Such SG tubes are generally manufactured by a manufacturing process that includes the following procedure: (1) Finish the tube to a predetermined dimension in the cold working process, (2) In the solution heat treatment process, the residual stress of the pipe is removed and the structure of the pipe is made uniform. (3) The bend and ellipse generated in the tube due to residual stress in the solution heat treatment process are corrected using a roll straightener in the correction process.
  • a cold rolling method (Pilger rolling) using a pilger mill using a roll and a mandrel, and a drawing process using a tool such as a die or a plug are employed.
  • a chemical conversion lubricating film is generally applied to the inner and outer surfaces of the drawn pipe. Form and lubricate.
  • the SG tube has a small diameter and a long length, it takes a long time to form the chemical conversion treatment lubricating coating, requires a great number of man-hours for processing, and the chemicals to be used are relatively expensive, resulting in a high working cost. .
  • the formation treatment of the chemical conversion treatment lubricating film is required when manufacturing an SG pipe made of the Ni-based alloy. The work cost required for this is further increased.
  • High-pressure drawing (forced lubrication drawing method) is frequently used in drawing processing to obtain an SG tube made of a Ni-based high alloy.
  • High-pressure drawing is a kind of cold drawing process in which lubrication is performed with an oil-lubricated film, which stabilizes the cold drawing process and has a great effect on improving the quality of the drawn pipe.
  • Pipe drawing by high pressure drawing is usually performed in the following procedure: (1) After the lubricating oil is filled in the high-pressure vessel in which the pipe that is the workpiece is inserted, the lubricating oil is pressurized with a pressure intensifier. (2) forming a lubricating oil film between a die in which the pressurized lubricating oil is in close contact with the open end of the tube and the high-pressure vessel and a plug fixed at the processing position; (3) In a state where the inner and outer surfaces of the pipe are forcibly lubricated by the formed lubricating oil film, the pipe is pulled out and finished to a predetermined size with a tool.
  • Patent Document 1 is a method of manufacturing a small-diameter long tube by cold working using high-pressure drawing, and at least the final cold working with a thinning process is performed with a high-pressure lubricating oil of 500 kgf / cm 2 or more.
  • a drawing method of a metal pipe for plug drawing There has been proposed a drawing method of a metal pipe for plug drawing.
  • at least the final cold working with a thinning process is performed by high-pressure drawing using a high-pressure lubricating oil, so that seizure does not occur in the obtained metal pipe, and the dimensional variation in the pipe axis direction is reduced. It is said that it can be reduced.
  • Inclined roll straightening machines have many configurations depending on the combination of the number, arrangement (up and down, left and right direction) and arrangement (opposite type, staggered type) of rolls. A roll straightening machine is used.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a roll arrangement of the inclined roll type straightening machine.
  • the roll straightening machine is provided with a plurality of pairs of straightening rolls Ra and Rb (collectively referred to as R) that are opposed to each other in the vertical direction with the directions of the rotation axes crossing each other.
  • a roll straightening machine having such a roll arrangement is referred to as a (2-2-2-1) type straightening machine.
  • the facing interval and the crossing angle of the pair of straightening rolls Ra1 and Rb1 can be individually adjusted.
  • the height direction positions of the pair of straightening rolls Ra2 and Rb2 adjacent to the pair of straightening rolls Ra1 and Rb1 can be individually adjusted.
  • the distance between the pair of straightening rolls Ra1 and Rb1 and the adjacent pair of straightening rolls Ra2 and Rb2, that is, the stand distance can also be individually adjusted.
  • the crossing angle ⁇ of the rotation axis of each straightening roll R with respect to the straightened pipe 1 that is, the roll angle is adjusted so that the surface of the straightening roll 1 follows the surface of the straightening roll.
  • the opposing distance between the straightening rolls Ra1 and Rb1 is set to be slightly smaller than the outer diameter of the straight pipe 1 to give a crash, and the offset is adjusted by adjusting the crash height of a pair of adjacent straightening rolls Ra2 and Rb2.
  • Patent Document 2 Various proposals have conventionally been made regarding a method of correcting a pipe using a roll straightening machine, for example, Patent Documents 2 and 3.
  • Patent Document 2 at least the outer layer portion of the roll body uses a correction roll formed of an elastic body having a hardness Hs of 50 to 100 according to a spring hardness test (A type) defined in JIS K 6301.
  • a type spring hardness test
  • JIS K 6301. there is described a method for correcting a pipe that can be inspected with a high S / N ratio in eddy current flaw detection from the inner surface of the pipe.
  • Patent Document 2 a (2-2-2-1) type straightening machine is used as a roll straightening machine, and the offset amount is as large as 10 to 11 mm. Further, the example of Patent Document 2 shows the variation of the outer dimensions of the obtained SG tube, and its value is 0.004 to 0.005 mm, but is given to the tube by cold working or straightening. Since the stress is different between the outer surface and the inner surface, the dimensional variation in the longitudinal direction of the tube is also different between the inner surface and the outer surface. Therefore, it is unclear whether or not the dimensional variation in the longitudinal direction of the pipe inner surface can be suppressed even if correction is performed by the roll straightening machine described in Patent Document 2. The S / N ratio of the SG tube shown in the example of Patent Document 2 is as low as 20-50.
  • Patent Document 3 when the ⁇ defined by the above equation (1) satisfies a predetermined range, the obtained pipe is made to have a high S / N ratio by inspection by eddy current flaw detection from the inner surface. You can do that.
  • the example of Patent Document 3 shows the S / N ratio of an SG tube corrected using an (2-2-2-1) type straightening machine equipped with three pairs of straightening rolls and an offset amount of 6 mm or more. The value is 32 to 91. Moreover, in the Example of patent document 3, the dimensional variation of the inner surface of SG tube is not examined.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and can reduce the amount of dimensional fluctuation on the inner surface of the tube after correction, enable inspection at a high S / N ratio, and improve inspection efficiency. It aims at providing the heat exchanger tube for steam generators, and its manufacturing method.
  • the present inventors examined the influence of the longitudinal dimension variation of the tube inner surface on the S / N ratio in the tube inner surface inspection by eddy current flaw detection. It has been found that the effect on is small.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a roughness curve in the longitudinal direction on the inner surface of a pipe manufactured by a manufacturing process including a cold working process, a solution heat treatment process, and a straightening process.
  • the roughness curve shown in the figure is a tube obtained by an example described later using a surface roughness measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., model: Surfcom 1500SD3), and the surface roughness of the inner surface of the tube after correction is shown. This is a measure of the thickness.
  • a detector having a contact portion diameter of 4 ⁇ m and a 60 ° conical diamond shape was used.
  • the roughness curve in the longitudinal direction of the inner surface of the tube produced as shown in the figure has a form in which fluctuations of a short period as shown by a two-dot chain line are added to a swell of a period of about 35 mm. .
  • This short period fluctuation hardly affects the S / N ratio due to eddy current flaw detection, but the long period waviness greatly affects the S / N ratio.
  • the diameter of the contact portion of the detector used when measuring the longitudinal dimension fluctuation of the inner surface of the tube It is effective to increase.
  • the present inventors have found that, in a long period of waviness, the fluctuation width of the waviness, that is, the amount of dimensional fluctuation greatly affects the S / N ratio.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the dimensional variation amount in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe defined in the present invention.
  • the figure shows a roughness curve in the longitudinal direction of the inner surface of the tube, the horizontal axis indicates the position (mm) in the longitudinal direction of the tube, and the vertical axis indicates the height ( ⁇ m).
  • the dimensional variation amount in the longitudinal direction of the tube inner surface defined in the present invention is measured using a detector having a roughness curve with a radius of the contact portion of 0.8 mm.
  • the maximum value and the minimum value in the range of 50 mm extracted from this roughness curve are obtained, and the difference between the maximum value and the minimum value is taken as the dimensional fluctuation amount in the longitudinal direction of the pipe inner surface.
  • the dimensional fluctuation amount in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe that has undergone the straightening process has a correlation with the dimensional fluctuation quantity before undergoing the straightening process, and in general, the dimensional fluctuation quantity increases by the straightening process.
  • the dimensional fluctuation quantity increases by the straightening process.
  • pilger rolling is used in the cold working process, a significant dimensional change occurs in the longitudinal direction of the inner surface of the tube in the cold working process, and a significant dimensional change remains after correction, so that S / Deteriorate N ratio.
  • the amount of dimensional variation that occurs in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe in the cold working process can be reduced by using the drawing process as compared with the case of using pilger rolling. This is because the drawing process is performed by drawing with a die and a plug, so that the inner surface of the obtained tube becomes smooth. Furthermore, by using drawing by high-pressure drawing, the amount of dimensional variation that occurs in the longitudinal direction of the inner surface of the tube in the cold working process can be further reduced. For this reason, it discovered that a drawing process was suitable for the cold working process using a high-pressure lubricating oil of 40 MPa or more.
  • the amount of dimensional variation on the inner surface of the pipe increases due to the straightening process is greatly influenced by the specifications of the roll straightening machine such as the offset amount, the number of straightening roll pairs (the number of stands), and the stand distance.
  • the number of straightening roll pairs provided in the roll straightening machine is small, the amount of processing per pair of straightening rolls will increase, and the pipe will be bent greatly when straightening, so the dimensional variation of the straightened pipe will be significant.
  • the amount of processing per pair of straightening rolls is reduced, and the dimensional variation in the longitudinal direction of the pipe inner surface due to straightening. It has been found that the amount can be reduced from increasing.
  • the present invention has been completed on the basis of the above knowledge, and is summarized as a heat transfer tube for a steam generator (1) to (4) below and a method for producing a heat transfer tube for a steam generator (5) and (6) below. It is said.
  • the surface roughness of the inner surface of the tube is measured in the longitudinal direction, the amount of dimensional variation in the range of 50 mm extracted from the measured roughness curve is 4 ⁇ m or less, and the amount of bending from the tube end to the 1000 mm position is 1 mm or less.
  • a heat transfer tube for a steam generator characterized in that
  • a heat transfer tube for a steam generator characterized by being manufactured by:
  • the chemical composition of the tube is, by mass%, C: 0.15% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.030% or less, S: 0.00. 030% or less, Cr: 10.0 to 40.0%, Ni: 8.0 to 80.0%, Ti: 0.5% or less, Cu: 0.6% or less, Al: 0.5% or less and N:
  • the heat transfer tube for a steam generator according to any one of (1) to (3) above, containing 0.20% or less and the balance being Fe and impurities.
  • At least five pairs of hourglass shapes in which pipes that have been cold drawn using a high-pressure lubricating oil of 40 MPa or more and have been subjected to solution heat treatment are opposed to each other in the vertical direction with the directions of the rotation axes intersecting each other.
  • a roll straightening machine having a stand distance of 300 mm or less provided with straightening rolls, it is formed at three positions corresponding to the tube axis at the intersection of at least three consecutive upper and lower straightening rolls of the roll straightening machine.
  • a method for producing a heat transfer tube for a steam generator characterized in that an ⁇ defined by the following formula (1) is 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 or more and an offset amount of 5 mm or less is imparted to the tube.
  • the chemical composition of the tube is, by mass%, C: 0.15% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.030% or less, S: 0.00. 030% or less, Cr: 10.0 to 40.0%, Ni: 8.0 to 80.0%, Ti: 0.5% or less, Cu: 0.6% or less, Al: 0.5% or less and N: It contains 0.20% or less, remainder consists of Fe and impurities,
  • the manufacturing method of the heat exchanger tube for steam generators as described in said (5) characterized by the above-mentioned.
  • the heat transfer tube for the steam generator of the present invention has a dimensional fluctuation amount of 4 ⁇ m or less in the longitudinal direction of the inner surface of the tube, so that it is possible to perform inspection by eddy current testing at a high S / N ratio when manufacturing the tube. Inspection efficiency can be improved.
  • the manufacturing method of the heat exchanger tube for a steam generator of the present invention has the following remarkable effects.
  • the tube is straightened as follows. Thereby, it can reduce that the amount of dimensional fluctuations in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe increases due to the correction.
  • the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the tube inner surface is 4 ⁇ m or less and the amount of bending from the tube end to the 1000 mm position It is possible to manufacture a tube having a diameter of 1 mm or less.
  • FIG. 1 is an example of a chart showing the results of eddy current flaw detection from the inner surface of a tube.
  • FIG. 2 is a view showing a roll arrangement example of the inclined roll type straightening machine.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a roughness curve in the longitudinal direction on the inner surface of a pipe manufactured by a manufacturing process including a cold working process, a solution heat treatment process, and a straightening process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the dimensional variation amount in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe defined in the present invention.
  • the heat transfer tube for a steam generator of the present invention measures the surface roughness of the inner surface of the tube in the longitudinal direction, and the dimensional variation in the range of 50 mm extracted from the measured roughness curve is 4 ⁇ m or less, and 1000 mm from the tube end. The amount of bending until is 1 mm or less.
  • the “size fluctuation amount” means a difference between the maximum value and the minimum value in the range of 50 mm extracted from the measured roughness curve.
  • the dimensional variation in the longitudinal direction on the inner surface of the SG tube exceeds 4 ⁇ m, the S / N ratio in the eddy current flaw is lowered and the inspection efficiency is deteriorated.
  • the dimensional variation in the longitudinal direction on the inner surface of the SG tube is 4 ⁇ m or less, inspection by eddy current flaw detection becomes possible with a high S / N ratio, and the inspection efficiency can be improved.
  • the method of manufacturing a heat transfer tube for a steam generator according to the present invention is a vertically drawn tube in which a cold drawn process is performed using a high-pressure lubricating oil of 40 MPa or more and a solution heat treatment is performed in a state where the directions of rotation axes intersect with each other.
  • the pressure of the lubricating oil used in cold drawing by high-pressure drawing is less than 40 MPa, a lubricating oil film having a sufficient thickness is not formed between the tool and the pipe, and seizure or vibration occurs, resulting in the length generated on the inner surface of the pipe.
  • the amount of dimensional variation in the direction increases. Therefore, the pressure of the lubricating oil is set to 40 MPa or more.
  • the pressure of the lubricating oil is preferably 50 MPa or more.
  • the pressure of the lubricating oil is preferably 150 MPa or less.
  • Oil pits generated on the inner surface of the pipe appear as dimensional fluctuations with a short period in the roughness curve, so the effect on the S / N ratio in inspection by eddy current testing is small, but the inner surface roughness such as arithmetic average roughness is reduced.
  • a variety of conventionally used methods can be used for the solution heat treatment, and the temperature at which the tube is heated during the solution heat treatment and the time for maintaining the temperature are determined appropriately from the dimensions and chemical composition of the tube. Can be determined.
  • the solution heat treatment can be performed on the tube at a heating temperature of 1000 to 1300 ° C. and a holding time of 5 to 15 minutes, for example.
  • the tube is straightened using a roll straightening machine having a stand distance of 300 mm or less provided with at least five pairs of hourglass straightening rolls arranged in the vertical direction so that the directions of the rotation axes intersect each other.
  • a roll straightening machine equipped with at least 5 pairs of straightening rolls the processing per pair of straightening rolls is faster than a conventional straightening machine of type (2-2-2-1) with 3 pairs of straightening rolls.
  • Tube bending and ellipses can be corrected while reducing the amount. When the stand distance exceeds 300 mm, the bend cannot be corrected unless the offset amount is increased. If the offset is increased for correction, the dimensional fluctuation amount of the inner surface of the tube after correction increases.
  • ⁇ defined by the above equation (1) By setting ⁇ defined by the above equation (1) to 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 or more, the ellipse and the bend of the tube can be corrected. On the other hand, if ⁇ defined by the above equation (1) is less than 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 , bending remains in the straightened tube, resulting in a product defect.
  • the amount of offset applied to the tube By setting the amount of offset applied to the tube to 5 mm or less, the amount of processing per pair of straightening rolls is reduced and the bending of the tube during correction is reduced. Can be reduced.
  • the amount of offset applied to the tube exceeds 5 mm, the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube significantly increases due to correction.
  • the method for producing a heat transfer tube for a steam generator according to the present invention performs cold drawing using a high-pressure lubricating oil of 40 MPa or more, and ⁇ defined by the formula (1) is 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 or more, And an offset amount of 5 mm or less is given to the pipe, and the pipe is straightened with a roll straightening machine.
  • the heat transfer tube for the steam generator to be manufactured has a dimension variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube of 4 ⁇ m or less, and a bending amount from the tube end to the 1000 mm position of 1 mm or less, and by eddy current flaw detection with a high S / N ratio. Inspection is possible, and inspection efficiency can be improved.
  • the pair of straightening rolls may be three pairs on the entry side, three pairs excluding the entry and exit sides, or three pairs on the exit side.
  • the straightening roll angle and the crash amount which are the setting conditions of the roll straightening machine, can be appropriately determined from the dimensions and material of the pipe to be straightened.
  • the roll angle is 28 ° to 31 °
  • the crash amount is It is preferable to set in the range of 1.5 to 3.0 mm.
  • the chemical composition of the tube is, by mass, C: 0.15% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 10.0-40.0%, Ni: 8.0-80.0%, Ti: 0.5% or less, Cu: 0.6%
  • the impurity means a component mixed from ore, scrap or the like when the pipe is industrially manufactured, and is allowed within a range not adversely affecting the present invention.
  • the reasons for limiting each element are as follows. In the following description, “%” for the content means “% by mass”.
  • C 0.15% or less If C exceeds 0.15%, the stress corrosion cracking resistance may deteriorate. Therefore, when C is contained, its content is preferably 0.15% or less, and more preferably 0.06% or less. C has the effect of increasing the grain boundary strength of the alloy. In order to obtain this effect, the C content is preferably 0.01% or more.
  • Si 1.00% or less Si is used as a deoxidizing material during smelting and remains as an impurity in the alloy. At this time, it is preferable to limit to 1.00% or less. If the content exceeds 0.50%, the cleanliness of the alloy may be lowered. Therefore, the Si content is more preferably limited to 0.50% or less.
  • Mn is an element that is effective as a deoxidizer while fixing the impurity element S as MnS to improve hot workability. If its content exceeds 2.0%, the cleanliness of the alloy is lowered, so it is preferable to make it 2.0% or less. More preferred is 1.0% or less. Moreover, when it is desired to obtain the effect of improving the hot workability by Mn, it is preferable to contain 0.1% or more.
  • P 0.030% or less
  • P is an element present as an impurity in the alloy, and if its content exceeds 0.030%, corrosion resistance may be adversely affected. Therefore, the P content is preferably limited to 0.030% or less.
  • S 0.030% or less S is an element present as an impurity in the alloy. If its content exceeds 0.030%, corrosion resistance may be adversely affected. Therefore, the S content is preferably limited to 0.030% or less.
  • Cr 10.0-40.0% Cr is an element necessary for maintaining the corrosion resistance of the alloy, and is preferably contained in an amount of 10.0% or more. However, if it exceeds 40.0%, the Ni content is relatively reduced, and the corrosion resistance and hot workability of the alloy may be reduced. Therefore, the Cr content is preferably 10.0 to 40.0%. In particular, when Cr is contained in an amount of 14.0 to 17.0%, it is excellent in corrosion resistance in an environment containing chloride, and when Cr is contained in an amount of 27.0 to 31.0%, the purity at high temperature is further increased. Excellent corrosion resistance in water and alkaline environments.
  • Ni 8.0 to 80.0%
  • Ni is an element necessary for ensuring the corrosion resistance of the alloy, and is preferably contained at 8.0% or more. On the other hand, since Ni is expensive, it may be contained as much as necessary depending on the application, and is preferably 80.0% or less.
  • Ti 0.5% or less Ti has a risk of degrading the cleanliness of the alloy if its content exceeds 0.5%. Therefore, its content is preferably 0.5% or less. Preferred is 0.4% or less. However, it is preferable to contain 0.1% or more from the viewpoint of improving the workability of the alloy and suppressing grain growth during welding.
  • Cu 0.6% or less
  • Cu is an element present as an impurity in the alloy. If its content exceeds 0.6%, the corrosion resistance of the alloy may be lowered. Therefore, the Cu content is preferably limited to 0.6% or less.
  • Al 0.5% or less Al is used as a deoxidizer during steelmaking and remains as an impurity in the alloy. The remaining Al becomes oxide inclusions in the alloy, which deteriorates the cleanliness of the alloy and may adversely affect the corrosion resistance and mechanical properties of the alloy. Therefore, the Al content is preferably limited to 0.5% or less.
  • N 0.20% or less N may not be added, but the alloy targeted by the present invention usually contains about 0.01% of N as an impurity. However, if N is positively added, the strength can be increased without deteriorating the corrosion resistance. However, since corrosion resistance will fall when it contains exceeding 0.20%, it is preferable to make the upper limit in the case of containing 0.20%.
  • C 0.15% or less
  • Si 1.00% or less
  • Mn 2.0% or less
  • P 0.030% or less
  • S 0.030% or less
  • Cr 0.030% or less
  • Fe 15.0% or less
  • Ti 0.5% or less
  • Cu 0.6% or less
  • Al 0.5% or less
  • a Ni-based alloy having a chemical composition consisting of Ni and impurities in the balance is preferable because of its superior corrosion resistance.
  • the alloy (a) is an alloy having excellent corrosion resistance in an environment containing chloride because it contains 14.0 to 17.0% of Cr and about 75% of Ni.
  • the Fe content is preferably 6.0 to 10.0% from the viewpoint of the balance between the Ni content and the Cr content.
  • the alloy (b) contains 27.0 to 31.0% of Cr and about 60% of Ni, so that it has excellent corrosion resistance in high-temperature pure water and alkaline environments in addition to chloride-containing environments. It is.
  • the Fe content is preferably 7.0 to 11.0% from the viewpoint of the balance between the Ni content and the Cr content.
  • a pipe was obtained by a cold working process for finishing the pipe to a predetermined dimension, a solution heat treatment process, and a straightening process by a roll straightening machine for correcting the bending and ellipse of the pipe.
  • the pipe was finished to a predetermined size by pilger rolling or drawing (high pressure drawing) using a high pressure lubricating oil having a pressure of 120 MPa.
  • a (2-2-2-1) type straightening machine having three pairs of straightening rolls or a (2-2-2-2-2) type straightening machine having five pairs of straightening rolls was used.
  • test conditions are as follows.
  • the chemical composition of the tube Material ASME SB-163 UNS N06690 Ni-based alloy C: 0.021% by mass%, Si: 0.33%, Mn: 0.27%, P: 0.013%, S: 0.0002%, Cr: 29.4%, Ni-base alloy solution heat treatment: Fe: 9.8%, Ti: 0.25%, Cu: 0.03% and Al: 0.11%, with the balance being Ni and impurities: 1100 ° C. for 3 minutes Retention
  • Tube A or B made of a Ni-based alloy having the chemical composition shown in the above test conditions and having different dimensions was used for the test.
  • Tube A had an outer diameter of 19.14 mm, a wall thickness of 1.125 mm, and a length of 10,000 mm (10 m)
  • Tube B had an outer diameter of 17.57 mm, a wall thickness of 1.05 mm, and a length of 10,000 mm (10 m). .
  • Tables 1 and 2 show the test number, test category, tested tube, finishing method in the cold working process, longitudinal dimensional variation of the inner surface of the pipe after cold working and before straightening, straightening conditions And the test results are shown.
  • Tables 1 and 2 show the number of straightening roll pairs of the roll straightening machine, the stand distance, the offset amount set for three consecutive straightening rolls, and the value of ⁇ calculated by the equation (1) as the straightening conditions.
  • the (2-2-2-2-2) type straightening machine having five pairs of straightening rolls three consecutive pairs of straightening rolls except for the straightening rolls on the outgoing side and the incoming side were used.
  • the values of ⁇ and the offset amount shown in Tables 1 and 2 were used.
  • the amount of dimensional variation is within a range of 50 mm obtained by measuring the surface roughness of the inner surface of the pipe in the longitudinal direction using a surface roughness measuring machine (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., model: Surfcom 1500SD3) and extracting from the measured roughness curve. It is the difference between the maximum and minimum values.
  • a detector having a contact portion radius of 0.8 mm was used.
  • the S / N ratio was calculated by eddy current flaw detection on the inner surface of the tube at a frequency of 600 kHz and a self-comparing condition, and by calculating and dividing the total length of the tube every 1 foot using a 0.66 mm ⁇ through drill hole as a standard flaw. Among the values of the / N ratio, the lowest value was taken as the S / N ratio of the tube.
  • ⁇ The amount of bending from the pipe end to the 1000 mm position is 1 mm or less, indicating that the bending correction is good.
  • X The bending amount exceeds 1 mm, and the bending correction is insufficient.
  • ⁇ The evaluation of the bending condition after correction is ⁇ , and the dimensional variation in the longitudinal direction of the tube inner surface is 4 ⁇ m or less and the S / N ratio is 50 or more.
  • X It shows that evaluation of the bending condition after correction is (circle), the dimension fluctuation amount of the longitudinal direction of a pipe inner surface is 4 micrometers or less, and S / N ratio does not satisfy
  • test No. which is a comparative example.
  • the cold working process was pilger rolling, and the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the tube inner surface before correction exceeded 4 ⁇ m.
  • test no. For 1-5, 11-14, and 22-25, the length of the inner surface of the tube after straightening in any test, regardless of the straightening conditions such as the number of straightening roll pairs, stand interval, offset amount, and ⁇
  • the dimensional variation in the direction exceeded 4 ⁇ m, and the overall evaluation was x.
  • Test No. is a comparative example. 6 to 10, cold drawing is performed by high-pressure drawing using a lubricating oil of 40 MPa or more, and the straightening machine is a (2-2-2-1) type having three pairs of straightening rolls, with a stand distance of What set to 380 mm was used. Test No. In 6 to 10, the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube before correction was 1.0 ⁇ m.
  • test no. 9 and 10 the offset amount is 9 or 10 mm and ⁇ is 1.19 ⁇ 10 ⁇ 3 or 1.32 ⁇ 10 ⁇ 3, and the processing amount per straightening roll pair is increased from the conditions defined in the present invention, As a result, the bent state after the correction was ⁇ , but the amount of dimensional fluctuation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube increased to exceed 4 ⁇ m, and the overall evaluation was ⁇ .
  • the offset amount is 4 to 6 mm and ⁇ is 0.53 ⁇ 10 ⁇ 3 to 0.80 ⁇ 10 ⁇ 3, and the processing amount per straightening roll pair is reduced. The amount of dimensional variation in the longitudinal direction was 4 ⁇ m or less, but the bending state was x, and the overall evaluation was x.
  • Test No. is a comparative example. In 15, 16 and 21, cold drawing is performed by high-pressure drawing using lubricating oil of 40 MPa or more, and the straightening machine is a (2-2-2-2-2) type having five pairs of straightening rolls. A stand with a spacing of 270 mm was used. Test No. In 15, 16, and 21, the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube before correction was 1.0 ⁇ m.
  • test no. In 15 and 16 the offset amount was 2 or 3 mm, which was within the range specified by the present invention. However, ⁇ was 0.53 ⁇ 10 ⁇ 3 or 0.79 ⁇ 10 ⁇ 3 , which was outside the range specified by the present invention. It was. In this case, the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube after correction was 4 ⁇ m or less, but the bending state was x, and the overall evaluation was x. In addition, Test No. In 21, the ⁇ is 1.57 ⁇ 10 ⁇ 3 , which is within the range defined by the present invention, but the offset amount is 6 mm, which is outside the range defined by the present invention. In this case, the bending state after the correction was ⁇ , but the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube exceeded 4 ⁇ m, and the overall evaluation was ⁇ .
  • Test No. is a comparative example.
  • cold drawing is performed by high-pressure drawing using a lubricating oil of 40 MPa or more, and the straightening machine is a (2-2-2-2-2) type having five pairs of straightening rolls. What set the space
  • Test No. In 26 and 32, the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube before correction was 1.0 ⁇ m.
  • test no. 26 the offset amount was 2 mm, which was within the range defined by the present invention, but ⁇ was 0.66 ⁇ 10 ⁇ 3 , which was outside the range defined by the present invention.
  • the amount of dimensional fluctuation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube after correction was 4 ⁇ m or less, but the bending state was x, and the overall evaluation was x.
  • ⁇ is 1.99 ⁇ 10 ⁇ 3 , which is within the range defined by the present invention, but the offset amount is 6 mm, which is outside the range defined by the present invention.
  • the bending state after the correction was ⁇ , but the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube exceeded 4 ⁇ m, and the overall evaluation was ⁇ .
  • test no. In 17-20 and 27-31 cold drawing was performed by high-pressure drawing using a lubricating oil of 40 MPa or more.
  • the straightening machine is a (2-2-2-2-2) type equipped with 5 pairs of straightening rolls, and the stand distance is set to 300 mm or less, and ⁇ is 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 or more and offset
  • the tube was corrected to an amount of 5 mm or less.
  • the evaluation of the bending state after correction, the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube, and the S / N ratio were good, and the overall evaluation was “good”.
  • a roll straightening machine having at least five pairs of straightening rolls and a stand distance of 300 mm or less is provided for the pipe which has been cold drawn by high pressure drawing using a lubricating oil of 40 MPa or more and has been solution heat treated.
  • ⁇ to be 0.9 ⁇ 10 ⁇ 3 or more and correcting the offset amount to be 5 mm or less it is possible to correct the bending, and the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube after correction can be reduced to 4 ⁇ m or less, which is excellent. It was confirmed that a tube with a high S / N ratio could be obtained. Therefore, it has been clarified that the steam generator heat transfer tube of the present invention in which the dimensional variation in the longitudinal direction of the inner surface of the tube is 4 ⁇ m or less can be obtained by the method for manufacturing the heat transfer tube for steam generator of the present invention.
  • the heat transfer tube for the steam generator of the present invention has a dimensional fluctuation amount of 4 ⁇ m or less in the longitudinal direction of the inner surface of the tube, so that it is possible to perform inspection by eddy current testing at a high S / N ratio when manufacturing the tube. Inspection efficiency can be improved.
  • the manufacturing method of the heat exchanger tube for a steam generator of the present invention has the following remarkable effects.
  • the tube is straightened as follows. Thereby, it can reduce that the amount of dimensional fluctuations in the longitudinal direction of the inner surface of the pipe increases due to the correction.
  • the amount of dimensional variation in the longitudinal direction of the tube inner surface is 4 ⁇ m or less and the amount of bending from the tube end to the 1000 mm position It is possible to manufacture a tube having a diameter of 1 mm or less.
  • the heat transfer pipe for steam generator of the present invention and the pipe manufactured by the manufacturing method thereof can ensure quality with high reliability since excellent quality accuracy is ensured.

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Abstract

蒸気発生器用伝熱管において、管内面の表面粗さを長手方向に測定し、測定された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下であることにより、管を製造する際に渦流探傷による検査を高いＳ／Ｎ比で行うことが可能となり、検査能率を向上させることができるとともに、熱交換器への組み込みの際に組み込み作業を容易にできる。本発明の蒸気発生器用伝熱管は、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて引抜加工を行う冷間加工工程と、固溶化熱処理工程と、ロール矯正機による矯正工程とを含む工程により製造されるのが好ましい。また、ロール矯正機は、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを用いたロール矯正機とするのが好ましい。

Description

蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法
　本発明は、原子力や火力発電設備の蒸気発生器に用いられる伝熱管、およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、管内面からの渦流探傷による検査で検査能率を向上させることができる蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法に関する。
　なお、別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
「蒸気発生器用伝熱管」：原子力や火力発電設備における蒸気発生器等に用いられる小径長尺の伝熱管を指す。特に、原子力発電用の蒸気発生器伝熱管を、ここでは、ＳＧ（ｓｔｅａｍ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）管とも略記する。
　原子力発電所で使用されている蒸気発生器および給水ヒータ等の熱交換器に用いられるＵ字状のＳＧ管は、細径長尺の伝熱管をＵ字状に曲げて製造される。このＵ字状のＳＧ管は、熱交換器に組み込まれた後の使用前検査として、また、一定期間使用された後の定期検査として、渦流探傷により管内面からきず検出のための検査が行われる。この管内面からの渦流探傷における検査基準は、原子力発電設備の安全性確保の必要上極めて厳しい。
　図１は、管内面からの渦流探傷の結果を示すチャートの一例である。同図に示すように、チャートには検査基準で定められた標準きずからの信号Ｓと一定の周期Ｐを持った信号Ｎが示される。この信号Ｎはベースノイズと呼ばれ、管の軸方向に生じる微細な寸法変動に起因するものであり、検出きずによる信号と誤判定されるのを防止し、きず判定を迅速に行い検査効率の向上を図るために、信号Ｎの大きさを極力小さくすることが必要である。以下の説明において、標準きずからの信号Ｓと信号Ｎとの比を「Ｓ／Ｎ比」という。
　例えば、内面からの渦流探傷の際に、チャートに示される信号に基づいて自動判定する場合、ベースノイズが大きい、すなわち、Ｓ／Ｎ比が小さいと微少欠陥からの信号がベースノイズの中に隠れてしまい、微少欠陥とベースノイズを区別することが困難となる。
　このため、渦流探傷の際にその結果を検査員が目視観察し、疑わしい信号が発生すればその部分を再度低速で検査し、微少欠陥とベースノイズとを区分しているので、検査能率が悪化する。ベースノイズはＳＧ管の長手方向に生じる微細な寸法変動に起因することから、渦流探傷における検査能率を向上させるためには、ＳＧ管の長手方向の寸法変動を低減することが重要となる。
　このようなＳＧ管は、一般的に、以下の手順を含む製造工程により製造される：
（１）冷間加工工程で管を所定の寸法に仕上げる、
（２）固溶化熱処理工程で管の残留応力を除去するとともに、管の組織を均一化する、
（３）固溶化熱処理工程で残留応力により発生する管に曲りおよび楕円を、矯正工程でロール矯正機を用いて矯正する。
　冷間加工工程では、ロールとマンドレルを用いたピルガーミルによる冷間圧延法（ピルガー圧延）や、ダイスやプラグといった工具を用いる引抜加工が採用される。この引抜加工では、工具と被加工材である管が接触して生ずる摩擦を低減し、焼き付きや振動が発生するのを防止するため、一般的に、引き抜く管の内外面に化成処理潤滑被膜を形成して潤滑処理を施す。
　しかし、ＳＧ管は小径長尺であることから、化成処理潤滑被膜の形成には時間を要し、処理に多大の工数を要するとともに、使用する薬剤が比較的高価であり、作業コストが高くなる。また、ＳＧ管にはＮｉ基合金が多用され、化成処理潤滑被膜はＮｉ基高合金の表面に形成されにくいことから、Ｎｉ基合金からなるＳＧ管を製造する場合は化成処理潤滑皮膜の形成処理に要する作業コストがさらに高くなる。
　そこで、Ｎｉ基高合金からなるＳＧ管を得る引抜加工では、高圧抽伸（強制潤滑引抜き法）が多用される。高圧抽伸は、潤滑処理を油潤滑被膜により行う冷間引抜加工の一種であり、冷間引抜加工の安定化を図るとともに、引き抜いた管の品質向上に大きな効果を発揮する。
　高圧抽伸による管の引抜加工は、通常、以下の手順で行われる：
（１）被加工材である管を挿入した高圧容器に潤滑油を充満させた後、潤滑油を増圧機により昇圧する、
（２）昇圧された潤滑油が管と高圧容器の開放端に密着するダイスおよび加工位置で固定されたプラグの間に潤滑油膜を形成する、
（３）形成された潤滑油膜により管の内外面を強制潤滑した状態で、管を引き抜いて工具により所定の寸法に仕上げる。
　このような高圧抽伸による引抜加工に関し、従来から種々の提案がなされており、例えば特許文献１がある。特許文献１は、高圧抽伸を用いて小径長尺管を冷間加工にて製造する方法であって、減肉加工を伴う少なくとも最終の冷間加工を、５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高圧潤滑油によるプラグ引き抽伸とする金属管の引抜加工方法が提案されている。特許文献１では、減肉加工を伴う少なくとも最終の冷間加工を、高圧潤滑油を用いた高圧抽伸とすることにより、得られる金属管で焼き付きが発生することなく、管軸方向の寸法変動を少なくできるとしている。
　特許文献１に記載の金属管の引抜加工方法では、得られる金属管の管軸方向の寸法変動が少ないことから、内面渦流探傷で金属管の寸法変動に伴うノイズが抑制され、内面欠陥が探傷装置の出力に基づいて正確に検出できるとしている。しかし、特許文献１の実施例に示される管内面の表面粗さＲＭＡＸ（ＪＩＳ　０６０１）は２．８～４．０μｍ、Ｓ／Ｎ比は１３～１８である。これらの値はロール矯正機により矯正する前に測定されたものであり、矯正された金属管の表面粗さおよびＳ／Ｎ比はこれらの値よりも低下するものと推測される。
　一方、ＳＧ管を製造する際に矯正工程で用いられるロール矯正機の構成には、一般的に、鼓型のロールが複数個組み合わされた傾斜ロール式が採用される。傾斜式ロール矯正機には、ロールの個数、配列（上下、左右方向）および配置（対向型、千鳥型）の組合せにより多数の構成が存在するが、ＳＧ管の精整処理としては対向配置のロール矯正機が用いられる。
　図２は、傾斜ロール式矯正機のロール配列例を示す図である。ロール矯正機は回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した複数対の矯正ロールＲａ、Ｒｂ（これらを総称してＲという）を配し、図示するロール配列では、入側、中央および出側からなる３対の矯正ロール、Ｒａ１およびＲｂ１、Ｒａ２およびＲｂ２並びにＲａ３およびＲｂ３を対向配置し、出側矯正ロールの出口に補助ロールＲｃを備えている。通常、このようなロール配列のロール矯正機を（２－２－２－１）型矯正機という。
　これら１対の矯正ロールＲａ１、Ｒｂ１の対向間隔および交差角度はそれぞれ個別に調整することが可能である。また、１対の矯正ロールＲａ１、Ｒｂ１と隣接する１対の矯正ロールＲａ２、Ｒｂ２の高さ方向位置はそれぞれ個別に調整することも可能である。さらに、１対の矯正ロールＲａ１、Ｒｂ１と隣接する１対の矯正ロールＲａ２、Ｒｂ２との距離、すなわちスタンド距離もそれぞれ個別に調整することができる。
　曲り矯正をする際には、被矯正管１の表面が矯正ロールの表面に沿うように、被矯正管１に対する各矯正ロールＲの回転軸の交差角度θ、すなわちロール角度を調整する。また、矯正ロールＲａ１、Ｒｂ１の対向間隔を被矯正管１の外径より若干小さく設定してクラッシュを付与するとともに、隣接する１対の矯正ロールＲａ２、Ｒｂ２のクラッシュ高さを調節することによりオフセットを付与して曲りおよび楕円を矯正する。
　ロール矯正機による管の矯正方法に関しても、従来から種々の提案がなされており、例えば特許文献２および３がある。特許文献２には、ロール本体の少なくとも外層部がＪＩＳ　Ｋ　６３０１に規定されるスプリング硬さ試験（Ａ型）による硬さＨｓが５０～１００の弾性体で形成された矯正用ロールを用いることによって、管内面からの渦流探傷において高いＳ／Ｎ比で検査が可能な管の矯正方法が記載されている。
　特許文献２の実施例では、ロール矯正機として（２－２－２－１）型矯正機が用いられ、そのオフセット量は１０～１１ｍｍと大きい。また、特許文献２の実施例には、得られたＳＧ管の外形寸法の変動が示され、その値は０．００４～０．００５ｍｍであるが、冷間加工や矯正により管に付与される応力は外面と内面では異なるので、管の長手方向の寸法変動も内面と外面で相違する。したがって、特許文献２に記載のロール矯正機により矯正を行っても、管内面の長手方向の寸法変動を抑制できるかは不明である。また、特許文献２の実施例に示されるＳＧ管のＳ／Ｎ比は２０～５０と低い。
　特許文献３に記載の管の矯正方法では、対向配置した出側の少なくとも３対の矯正ロールで、上下矯正ロールの交差位置での管軸心に相当する３位置で形成され、下記（１）式で規定されるηが１．０×１０－３～１．５×１０－３となるオフセット量を管に付与して管を矯正する。
　　η＝（１／Ｒ）×（ｄ／２）　　・・・（１）
　ただし、管外径をｄ（ｍｍ）、ロール矯正機のスタンド距離をＬ（ｍｍ）、オフセット量をδ（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（δ２＋Ｌ２）／２δの関係とする。
　特許文献３に記載の管の矯正方法では、上記（１）式で規定されるηが所定の範囲を満たすことにより、得られる管を内面からの渦流探傷による検査で高いＳ／Ｎ比にすることができるとしている。特許文献３の実施例には、３対の矯正ロールを備えた（２－２－２－１）型矯正機を用い、オフセット量を６ｍｍ以上にして矯正したＳＧ管のＳ／Ｎ比が示されており、その値は３２～９１である。また、特許文献３の実施例では、ＳＧ管の内面の寸法変動について検討されていない。
　ＳＧ管の製造では、固溶化熱処理工程で残留応力により管に曲りおよび楕円が発生するので、その後の矯正工程で発生した曲りおよび楕円を矯正する必要がある。しかし、特許文献２または３に記載された従来の管の矯正方法では、管の曲りおよび楕円を（２－２－２－１）型矯正機で矯正する際に管内面の寸法変動が顕著となり、渦流探傷による検査でＳ／Ｎ比が低くなり、検査能率が低下する場合がある。
特開平３－１８４１９号公報 特開２０００－３１７５２１号公報 国際公開番号ＷＯ２００７／１１９８１７
　前述の通り、従来の冷間加工工程、固溶化熱処理工程および矯正工程を含む製造工程によるＳＧ管の製造では、固溶化熱処理工程で発生する管の曲りおよび楕円を、その後の矯正工程で矯正する必要がある。しかし、従来のＳＧ管の製造方法では、管の曲りおよび楕円を矯正する際に管内面の寸法変動が顕著となり、渦流探傷による検査でＳ／Ｎ比が低くなり、検査能率が低下する場合がある。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、矯正後における管内面の寸法変動量を低減させ、高いＳ／Ｎ比での検査を可能にし、検査能率を向上させることができる蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記問題を解決するため、管内面の長手方向の寸法変動が渦流探傷による管内面検査におけるＳ／Ｎ比に与える影響について検討したところ、短い周期の変動はＳ／Ｎ比に与える影響が小さいことを知見した。
　図３は、冷間加工工程、固溶化熱処理工程および矯正工程を含む製造工程により製造された管の内面における長手方向の粗さ曲線の一例を示す図である。同図に示す粗さ曲線は、表面粗さ測定機（東京精密社製、型式：サーフコム１５００ＳＤ３）を用い、後述する実施例により得られた管であって、矯正後における管の内面の表面粗さを測定したものである。表面粗さを測定する際、検出器として接触部の直径が４μｍであって、６０°円錐ダイヤ形のものを用いた。
　同図に示すように製造された管内面の長手方向の粗さ曲線は、周期が約３５ｍｍのうねりに、二点鎖線で囲んで示すような短い周期の変動が付加された形となっている。この短い周期の変動は、渦流探傷によるＳ／Ｎ比にほとんど影響を与えることがないが、長い周期のうねりはＳ／Ｎ比に大きな影響を与える。ここで、短い周期の変動を除いてＳ／Ｎ比に大きな影響を与える長い周期のうねりを計測するには、管内面の長手方向の寸法変動を計測する際に用いる検出器の接触部の直径を大きくするのが有効である。さらに、本発明者らは、長い周期のうねりにおいて、うねりの変動幅すなわち寸法変動量がＳ／Ｎ比に大きな影響を与えることを見出した。
　図４は、本発明で規定する管内面の長手方向の寸法変動量を説明する模式図である。同図は、管内面の長手方向の粗さ曲線を示し、横軸に管の長手方向の位置（ｍｍ）、縦軸に高さ（μｍ）を示す。本発明で規定する管内面の長手方向の寸法変動量では、粗さ曲線を接触部の半径が０．８ｍｍである検出器を用いて管内面の長手方向の寸法変動を計測する。同図に示すように、この粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における最大値と最小値を求め、最大値と最小値の差を管内面の長手方向の寸法変動量とする。
　本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、図４に示す管内面の長手方向の寸法変動量を４μｍ以下とすることにより、高いＳ／Ｎ比で渦流探傷による検査が可能となり、検査能率が向上することを知見した。
　また、矯正工程を経た管内面の長手方向の寸法変動量は、矯正工程を経る前の寸法変動量と相関があり、一般的に、矯正工程により寸法変動量は増加する。例えば、冷間加工工程でピルガー圧延を用いると、冷間加工工程で管内面の長手方向に顕著な寸法変動が発生し、矯正後にも顕著な寸法変動が残存することにより、渦流探傷におけるＳ／Ｎ比を悪化させる。
　冷間加工工程では、ピルガー圧延を用いた場合に比べ、引抜加工を用いることにより冷間加工工程で管内面の長手方向に発生する寸法変動量を低減できる。引抜加工はダイスとプラグによる引き抜きのため、得られる管の内面が平滑となるからである。さらに、高圧抽伸による引抜加工を用いることにより、冷間加工工程で管内面の長手方向に発生する寸法変動量をより低減できる。このため、冷間加工工程には、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて引抜加工が適することを知見した。
　矯正工程により管内面の寸法変動量が増加するのは、オフセット量や矯正ロール対の数（スタンド数）、スタンド距離といったロール矯正機の仕様による影響が大きい。例えば、ロール矯正機が備える矯正ロール対の数が少ないと、一対の矯正ロールあたりの加工量が増加し、矯正する際に管が大きく屈曲することから、矯正後の管の寸法変動量が顕著に増加する。そこで、５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型矯正機を用いることにより、一対の矯正ロールあたりの加工量を減少させ、矯正により管内面の長手方向の寸法変動量が増加するのを低減できることを知見した。
　本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）～（４）の蒸気発生器用伝熱管並びに下記（５）および（６）の蒸気発生器用伝熱管の製造方法を要旨としている。
（１）管内面の表面粗さを長手方向に測定し、測定された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下であることを特徴とする蒸気発生器用伝熱管。
（２）上記（１）に記載の管であって、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて引抜加工を行う冷間加工工程と、固溶化熱処理工程と、ロール矯正機による矯正工程とを含む工程により製造されたことを特徴とする蒸気発生器用伝熱管。
（３）前記ロール矯正機が、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを用いたロール矯正機であることを特徴とする上記（２）に記載の蒸気発生器用伝熱管。
（４）前記管の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｎｉ：８．０～８０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．５％以下およびＮ：０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする上記（１）～（３）のいずれかに記載の蒸気発生器用伝熱管。
（５）４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて冷間引抜加工を施され、固溶化熱処理された管を、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用いて矯正するに際し、前記ロール矯正機の少なくとも連続する３対の上下矯正ロールの交差位置での管軸心に相当する３位置で形成され、下記（１）式で規定されるηが０．９×１０－３以上で、かつ５ｍｍ以下のオフセット量を管に付与することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の製造方法。
　　η＝１／Ｒ×（ｄ／２）　　・・・（１）
　ただし、管外径をｄ（ｍｍ）、ロール矯正機のスタンド距離をＬ（ｍｍ）オフセット量をδ（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（δ２＋Ｌ２）／２δの関係とする。
（６）前記管の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｎｉ：８．０～８０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．５％以下およびＮ：０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする上記（５）に記載の蒸気発生器用伝熱管の製造方法。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管は、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下であることから、管を製造する際に渦流探傷による検査を高いＳ／Ｎ比で行うことが可能となり、検査能率を向上させることができる。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて管に冷間引抜加工を施すことから、冷間引抜加工後であって矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量を低減できる。
（２）少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用い、少なくとも連続する３対の矯正ロールによりηを０．９×１０－３以上かつオフセット量を５ｍｍ以下にして、管を矯正する。これにより、矯正により管内面の長手方向の寸法変動量が増加するのを低減できる。
（３）本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、上記（１）および（２）により、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下である管を製造することができる。
図１は、管内面からの渦流探傷の結果を示すチャートの一例である。 図２は、傾斜ロール式矯正機のロール配列例を示す図である。 図３は、冷間加工工程、固溶化熱処理工程および矯正工程を含む製造工程により製造された管の内面における長手方向の粗さ曲線の一例を示す図である。 図４は、本発明で規定する管内面の長手方向の寸法変動量を説明する模式図である。
　以下に、本発明の蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法について説明する。
［蒸気発生器用伝熱管］
　本発明の蒸気発生器用伝熱管は、管内面の表面粗さを長手方向に測定し、測定された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
　本発明において、管内面の表面粗さを長手方向に測定する際は、接触部の半径が０．８ｍｍである検出器を用いて管内面の長手方向の寸法変動を計測するものとする。前記図４を用いて説明した通り、渦流探傷におけるＳ／Ｎ比に与える影響が小さい短い周期の変動を除き、長い周期のうねりを計測するためである。また、本発明において「寸法変動量」とは、計測された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における最大値と最小値の差を意味する。
　管内面の長手方向に発生する寸法変動は、冷間加工工程でのピルガー圧延や引抜加工、矯正工程のロール矯正機による矯正により発生し、増加する。これらにより発生、増加する寸法変動は周期が５０ｍｍ以下であることから、計測された粗さ曲線から５０ｍｍを抜き取って寸法変動量を求める。
　ＳＧ管の内面における長手方向の寸法変動量が４μｍを超えると、渦流探傷におけるＳ／Ｎ比が低下し、検査能率が悪化する。ＳＧ管の内面における長手方向の寸法変動量が４μｍ以下であることにより、渦流探傷による検査が高いＳ／Ｎ比で可能となり、検査能率を向上させることができる。
　さらに、管端から１０００ｍｍ位置まで、すなわち、管端から１０００ｍｍの範囲での曲り量を１ｍｍ以下とすることで、熱交換器への組み込みの際に、曲りによる他部品との緩衝が抑えられ、組み込み作業が容易になる。
［蒸気発生器用伝熱管の製造方法］
　本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて冷間引抜加工を施され、固溶化熱処理された管を、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用いて矯正するに際し、前記ロール矯正機の少なくとも連続する３対の上下矯正ロールの交差位置での管軸心に相当する３位置で形成され、下記（１）式で規定されるηが０．９×１０－３以上で、かつ５ｍｍ以下のオフセット量を管に付与することを特徴とする。
　　η＝１／Ｒ×（ｄ／２）　　・・・（１）
　ただし、管外径をｄ（ｍｍ）、ロール矯正機のスタンド距離をＬ（ｍｍ）オフセット量をδ（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（δ２＋Ｌ２）／２δの関係とする。
　冷間加工工程で４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用い、高圧抽伸による引抜加工を施すことにより、ピルガー圧延や化成処理潤滑被膜による潤滑処理により引抜加工を施す場合に比べ、冷間加工後（矯正前）の管内面に発生する長手方向の寸法変動量を低減することができる。
　高圧抽伸による冷間引抜加工で用いる潤滑油の圧力が４０ＭＰａ未満であると、工具と管の間に充分な厚さの潤滑油膜が形成されず、焼き付きまたは振動が生じ、管内面に発生する長手方向の寸法変動量が増加する。そのため、潤滑油の圧力を４０ＭＰａ以上とした。潤滑油の圧力は５０ＭＰａ以上とするのが好ましい。また、潤滑油の圧力は１５０ＭＰａ以下とするのが好ましい。潤滑油の圧力が１５０ＭＰａを超えると、管内面に潤滑油が封じ込まれて凹部が形成され、オイルピットと呼ばれる欠陥が生成されるおそれがある。管内面に生成されたオイルピットは、粗さ曲線において短い周期の寸法変動として現れるので、渦流探傷による検査におけるＳ／Ｎ比に与える影響は小さいが、算術平均粗さといった管内面粗度を低下させる。
　固溶化熱処理は、従来から用いられている種々の方法を採用することができ、固溶化熱処理の際に管を加熱する温度や、その温度を保持する時間は、管の寸法や化学組成から適宜決定することができる。固溶化熱処理は、例えば加熱温度１０００～１３００℃、保持時間５～１５分間にして管に施すことができる。
　矯正工程では、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用いて管を矯正する。少なくとも５対の矯正ロールを備えたロール矯正機を用いることにより、従来の３対の矯正ロールを備えた（２－２－２－１）型といった矯正機に比べ、一対の矯正ロールあたりの加工量を減少させつつ管の曲りおよび楕円を矯正することができる。スタンド距離が３００ｍｍを超える場合は、オフセット量を大きくしないと曲りを矯正できず、矯正のためにオフセットを大きくすると矯正後の管内面の寸法変動量が増加してしまう。
　前記（１）式で規定されるηを０．９×１０－３以上とすることにより、管の楕円および曲りを矯正することができる。一方、前記（１）式で規定されるηが０．９×１０－３未満であると、矯正後の管に曲りが残存して製品不良となる。
　管に付与するオフセット量を５ｍｍ以下とすることにより、一対の矯正ロールあたりの加工量が減少し、矯正する際の管の屈曲が小さくなることから、矯正により管内面の長手方向の寸法変動量が増加するのを低減できる。管に付与するオフセット量が５ｍｍを超えると、矯正により管内面の長手方向の寸法変動量が顕著に増加する。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて冷間引抜加工を施し、前記（１）式で規定されるηを０．９×１０－３以上で、かつ５ｍｍ以下のオフセット量を管に付与してロール矯正機で管を矯正する。これにより、製造される蒸気発生器用伝熱管は管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下となり、高いＳ／Ｎ比で渦流探傷による検査が可能となり、検査能率を向上させることができる。
　例えば、５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型矯正機を用いて管を矯正する場合、ηおよびオフセット量を本発明で規定する範囲内とする少なくとも連続する３対の矯正ロールを、入側の３対、入側と出側を除く３対または出側の３対の矯正ロールとすることができる。
　また、ロール矯正機の設定条件である矯正ロール角度およびクラッシュ量は被矯正管の寸法や材質から適宜決定することができ、各矯正ロール対においてロール角度は２８°～３１°、およびクラッシュ量は１．５～３．０ｍｍの範囲で設定するのが好ましい。
［管の化学組成］
　本発明の蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法では、管の化学組成を、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｎｉ：８．０～８０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．５％以下およびＮ：０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物とするのが好ましい。
　ここで、不純物とは、管を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等から混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
　Ｃ：０．１５％以下
　Ｃは、０．１５％を超えて含有させると、耐応力腐食割れ性が劣化するおそれがある。したがって、Ｃを含有させる場合には、その含有量を０．１５％以下にするのが好ましく、さらに好ましいのは、０．０６％以下である。なお、Ｃは、合金の粒界強度を高める効果を有する。この効果を得るためには、Ｃの含有量は０．０１％以上とするのが好ましい。
　Ｓｉ：１．００％以下
　Ｓｉは製錬時の脱酸材として使用され、合金中に不純物として残存する。このとき、１．００％以下に制限するのが好ましい。その含有量が０．５０％を超えると合金の清浄度が低下することがあるため、Ｓｉ含有量は０．５０％以下に制限するのがさらに好ましい。
　Ｍｎ：２．０％以下
　Ｍｎは、不純物元素であるＳをＭｎＳとして固定し、熱間加工性を改善すると共に、脱酸剤として有効な元素である。その含有量が２．０％を超えると合金の清浄性を低下させるので、２．０％以下とするのが好ましい。さらに好ましいのは１．０％以下である。また、Ｍｎによる熱間加工性の改善効果を得たい場合は０．１％以上含有させるのが好ましい。
　Ｐ：０．０３０％以下
　Ｐは合金中に不純物として存在する元素であり、その含有量が０．０３０％を超えると耐食性に悪影響を及ぼすことがある。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下に制限するのが好ましい。
　Ｓ：０．０３０％以下
　Ｓは合金中に不純物として存在する元素であり、その含有量が０．０３０％を超えると耐食性に悪影響を及ぼすことがある。したがって、Ｓ含有量は０．０３０％以下に制限するのが好ましい。
　Ｃｒ：１０．０～４０．０％
　Ｃｒは、合金の耐食性を維持するのに必要な元素であり、１０．０％以上含有させるのが好ましい。しかし、４０．０％を超えると相対的にＮｉ含有量が少なくなり、合金の耐食性や熱間加工性が低下するおそれがある。したがって、Ｃｒの含有量は１０．０～４０．０％が好ましい。特に、Ｃｒを１４．０～１７．０％含有する場合には、塩化物を含む環境での耐食性に優れ、Ｃｒを２７．０～３１．０％含有する場合には、さらに、高温における純水やアルカリ環境での耐食性にも優れる。
　Ｎｉ：８．０～８０．０％
　Ｎｉは、合金の耐食性を確保するために必要な元素であり、８．０％以上含有させるのが好ましい。一方、Ｎｉは高価であるため、用途に応じて必要最小限含有させれば良く、８０．０％以下とするのが好ましい。
　Ｔｉ：０．５％以下
　Ｔｉは、その含有量が０．５％を超えると、合金の清浄性を劣化させるおそれがあるので、その含有量は０．５％以下とするのが好ましく、さらに好ましいのは０．４％以下である。ただし、合金の加工性向上および溶接時における粒成長の抑制の観点からは、０．１％以上の含有させることが好ましい。
　Ｃｕ：０．６％以下
　Ｃｕは合金中に不純物として存在する元素であり、その含有量が０．６％を超えると合金の耐食性が低下することがある。したがって、Ｃｕ含有量は０．６％以下に制限するのが好ましい。
　Ａｌ：０．５％以下
　Ａｌは製鋼時の脱酸材として使用され、合金中に不純物として残存する。残存したＡｌは、合金中で酸化物系介在物となり、合金の清浄度を劣化させ、合金の耐食性および機械的性質に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、Ａｌ含有量は０．５％以下に制限するのが好ましい。
　Ｎ：０．２０％以下
　Ｎは、添加しなくてもよいが、本発明が対象とする合金中には、通常、０．０１％程度のＮが不純物として含有されている。しかし、Ｎを積極的に添加すれば、耐食性を劣化させることなく、強度を高めることができる。ただし、０．２０％を超えて含有させると耐食性が低下するので、含有させる場合の上限は０．２０％とするのが好ましい。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法では、特に、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｆｅ：１５．０％以下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下およびＡｌ：０．５％以下を含有し、残部がＮｉおよび不純物からなる化学組成を有するＮｉ基合金が、耐食性により優れるため好ましい。
　上記化学組成からなり、管に用いるのが好ましいＮｉ基合金は、代表的なものとして以下の二種類が挙げられる。
（ａ）Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１４．０～１７．０％、Ｆｅ：６．０～１０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下およびＡｌ：０．５％以下を含有し、残部がＮｉおよび不純物からなるＮｉ基合金。
（ｂ）Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：２７．０～３１．０％、　Ｆｅ：７．０～１１．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下およびＡｌ：０．５％以下を含有し、残部がＮｉおよび不純物からなるＮｉ基合金。
　上記（ａ）の合金は、Ｃｒを１４．０～１７．０％含み、Ｎｉを７５％程度含むため塩化物を含む環境での耐食性に優れる合金である。この合金においては、Ｎｉ含有量とＣｒ含有量のバランスの観点からＦｅの含有量は６．０～１０．０％とするのが好ましい。
　上記（ｂ）の合金は、Ｃｒを２７．０～３１．０％含み、Ｎｉを６０％程度含むため、塩化物を含む環境のほか、高温における純水やアルカリ環境での耐食性にも優れる合金である。この合金においてもＮｉ含有量とＣｒ含有量のバランスの観点からＦｅの含有量は７．０～１１．０％とするのが好ましい。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法による効果を検証する試験を行った。
［試験方法］
　管を所定の寸法に仕上げる冷間加工工程と、固溶化熱処理工程と、管の曲りおよび楕円を矯正するロール矯正機による矯正工程とにより管を得た。冷間加工工程では、ピルガー圧延または圧力が１２０ＭＰａの高圧潤滑油を用いた引抜加工（高圧抽伸）により管を所定の寸法に仕上げた。矯正工程では、３対の矯正ロールを備える（２－２－２－１）型矯正機または５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型矯正機を用いた。
　試験条件は下記の通りである。
管の化学組成：
　材質　ＡＳＭＥ　ＳＢ－１６３　ＵＮＳ　Ｎ０６６９０のＮｉ基合金
　質量％でＣ：０．０２１％、Ｓｉ：０．３３％、Ｍｎ：０．２７％、
　Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．０００２％、Ｃｒ：２９．４％、
　Ｆｅ：９．８％、Ｔｉ：０．２５％、Ｃｕ：０．０３％および
　Ａｌ：０．１１％を含有し、残部がＮｉおよび不純物からなるＮｉ基合金
固溶化熱処理：１１００℃で３分間保持
　上記の試験条件に示す化学組成のＮｉ基合金からなり、寸法が異なる管ＡまたはＢを試験に供試した。管Ａは、外径１９．１４ｍｍ、肉厚１．１２５ｍｍおよび長さ１００００ｍｍ（１０ｍ）であり、管Ｂは、外径１７．５７ｍｍ、肉厚１．０５ｍｍおよび長さ１００００ｍｍ（１０ｍ）であった。
　表１および表２に試験番号、試験区分、供試した管、冷間加工工程での仕上げ加工の方法、冷間加工後であって矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量、矯正条件および試験結果を示す。矯正条件として、ロール矯正機の矯正ロール対の数、スタンド距離、連続する３対の矯正ロールに設定したオフセット量および前記（１）式により算出したηの値を表１および表２に示す。ここで、５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型矯正機を用いた試験では、出側と入側の矯正ロールを除く中央の連続する３対の矯正ロールを、表１および表２に示すηの値かつオフセット量とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［評価基準］
　各試験で、冷間加工後であって矯正前、および矯正後の管における内面の寸法変動量を計測した。また、矯正後の管について、渦流探傷によりＳ／Ｎ比を計測するとともに、曲り状況を評価した。さらに、曲り状況、矯正後における管内面の長手方向の寸法変動およびＳ／Ｎ比の結果に基づき、総合評価を行った。
　寸法変動量は、表面粗さ測定機（東京精密社製、型式：サーフコム１５００ＳＤ３）を用いて管内面の表面粗さを長手方向に測定し、測定された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における最大値と最小値の差である。表面粗さを測定する際、検出器として接触部の半径が０．８ｍｍのものを用いた。
　Ｓ／Ｎ比は、管内面を周波数６００ｋＨｚ、自己比較型の条件で渦流探傷し、０．６６ｍｍφの貫通ドリルホールを標準きずとして、管全長を１フィート毎に区分して算出して求めたＳ／Ｎ比の値のうち、最も低い値をその管のＳ／Ｎ比とした。
　曲り状況は、矯正後の管曲りとして、特に管端部近傍の曲り（以下、「鼻曲り」とも言う）を観察した。表１および表２の「曲り状況」欄の記号の意味は次の通りである：
　○：管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下となり、曲りの矯正が良好であることを示す。
　×：上記曲り量が１ｍｍを超え、曲りの矯正が不十分であることを示す。
　表１および表２の「総合評価」欄の記号の意味は次の通りである：
　○：矯正後における曲り状況の評価が○、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下かつＳ／Ｎ比が５０以上であることを示す。
　×：矯正後における曲り状況の評価が○、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下およびＳ／Ｎ比が５０以上の条件のうち、いずれかの条件を満たさないことを示す。
［試験結果］
　表１または表２に示すとおり、比較例である試験Ｎｏ．１～５、１１～１４および２２～２５では、冷間加工工程をピルガー圧延とし、矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量がいずれも４μｍを超えた。このため、試験Ｎｏ．１～５、１１～１４および２２～２５では、矯正機が備える矯正ロール対の数やスタンド間隔、オフセット量、ηの値といった矯正条件にかかわらず、いずれの試験でも矯正後における管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍを超え、総合評価が×となった。
　比較例である試験Ｎｏ．６～１０では、４０ＭＰａ以上の潤滑油を用いた高圧抽伸により冷間引抜加工を施し、矯正機は３対の矯正ロールを備える（２－２－２－１）型であって、スタンド距離を３８０ｍｍに設定したものを用いた。試験Ｎｏ．６～１０では、矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量は、いずれも１．０μｍであった。
　このうち試験Ｎｏ．９および１０では、オフセット量を９または１０ｍｍかつηを１．１９×１０－３または１．３２×１０－３とし、本発明で規定する条件より矯正ロール対あたりの加工量を増加させ、その結果、矯正後の曲り状況は○となったが、管内面の長手方向の寸法変動量が増加して４μｍを超え、総合評価は×となった。また、試験Ｎｏ．６～８では、オフセット量を４～６ｍｍかつηを０．５３×１０－３～０．８０×１０－３とし、矯正ロール対あたりの加工量を減少させ、その結果、矯正後における管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下となったが、曲り状況が×となり、総合評価は×となった。
　比較例である試験Ｎｏ．１５、１６および２１では、４０ＭＰａ以上の潤滑油を用いた高圧抽伸により冷間引抜加工を施し、矯正機は５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型であって、スタンド間隔を２７０ｍｍに設定したものを用いた。試験Ｎｏ．１５、１６および２１では、矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量は、いずれも１．０μｍであった。
　このうち試験Ｎｏ．１５および１６では、オフセット量を２または３ｍｍと本発明で規定する範囲内としたが、ηは０．５３×１０－３または０．７９×１０－３と本発明で規定する範囲外であった。この場合、矯正後における管内面の長手方向の寸法変動量はいずれも４μｍ以下となったが、曲り状況が×となり、総合評価は×となった。また、試験Ｎｏ．２１では、ηは１．５７×１０－３と本発明で規定する範囲内であるが、オフセット量を６ｍｍと本発明で規定する範囲外とした。この場合、矯正後の曲り状況は○となったが、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍを超え、総合評価は×となった。
　比較例である試験Ｎｏ．２６および３２では、４０ＭＰａ以上の潤滑油を用いた高圧抽伸により冷間引抜加工を施し、矯正機は５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型であって、スタンド間隔を２４０ｍｍに設定したものを用いた。試験Ｎｏ．２６および３２では、矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量は、いずれも１．０μｍであった。
　このうち試験Ｎｏ．２６では、オフセット量を２ｍｍと本発明で規定する範囲内としたが、ηは０．６６×１０－３と本発明で規定する範囲外であった。この場合、矯正後における管内面の長手方向の寸法変動量は４μｍ以下となったが、曲り状況が×となり、総合評価は×となった。また、試験Ｎｏ．２１では、ηは１．９９×１０－３と本発明で規定する範囲内であるが、オフセット量を６ｍｍと本発明で規定する範囲外とした。この場合、矯正後の曲り状況は○となったが、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍを超え、総合評価は×となった。
　一方、本発明例である試験Ｎｏ．１７～２０および２７～３１では、４０ＭＰａ以上の潤滑油を用いた高圧抽伸により冷間引抜加工を施した。矯正機は５対の矯正ロールを備える（２－２－２－２－２）型であって、スタンド距離を３００ｍｍ以下に設定したものを用い、ηを０．９×１０－３以上かつオフセット量を５ｍｍ以下として管を矯正した。その結果、矯正後における曲り状況の評価、管内面の長手方向の寸法変動量およびＳ／Ｎ比が良好となり、総合評価は○となった。
　これらから、４０ＭＰａ以上の潤滑油を用いた高圧抽伸により冷間引抜加工を施され、固溶化熱処理された管を、少なくとも５対の矯正ロールを備え、スタンド距離が３００ｍｍ以下であるロール矯正機を用い、ηを０．９×１０－３以上かつオフセット量を５ｍｍ以下として矯正することにより、曲りを矯正できるとともに、矯正後における管内面の長手方向の寸法変動量を４μｍ以下に低減でき、優れたＳ／Ｎ比の管を得られることが確認できた。したがって、本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法により、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下である本発明の蒸気発生器用伝熱管を得ることができることが明らかになった。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管は、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下であることから、管を製造する際に渦流探傷による検査を高いＳ／Ｎ比で行うことが可能となり、検査能率を向上させることができる。
　本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて冷間引抜加工を管に施すことから、冷間引抜加工後であって矯正前における管内面の長手方向の寸法変動量を低減できる。
（２）少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用い、少なくとも連続する３対の矯正ロールによりηを０．９×１０－３以上かつオフセット量を５ｍｍ以下にして、管を矯正する。これにより、矯正により管内面の長手方向の寸法変動量が増加するのを低減できる。
（３）本発明の蒸気発生器用伝熱管の製造方法は、上記（１）および（２）により、管内面の長手方向の寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下である管を製造することができる。
　したがって、本発明の蒸気発生器用伝熱管およびその製造方法により製造された管は、優れた品質精度が確保されることから、高い信頼性で品質保証を行える。
　１：被矯正管　　　　　Ｒ、ＲａおよびＲｂ：矯正ロール

Claims (6)

  1. 　管内面の表面粗さを長手方向に測定し、測定された粗さ曲線から抜き取った５０ｍｍの範囲における寸法変動量が４μｍ以下で、かつ管端から１０００ｍｍ位置までの曲り量が１ｍｍ以下であることを特徴とする蒸気発生器用伝熱管。
  2. 　請求項１に記載の管であって、４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて引抜加工を行う冷間加工工程と、固溶化熱処理工程と、ロール矯正機による矯正工程とを含む工程により製造されたことを特徴とする蒸気発生器用伝熱管。
  3. 　前記ロール矯正機が、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを用いたロール矯正機であることを特徴とする請求項２に記載の蒸気発生器用伝熱管。
  4. 　前記管の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｎｉ：８．０～８０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．５％以下およびＮ：０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の蒸気発生器用伝熱管。
  5. 　４０ＭＰａ以上の高圧潤滑油を用いて冷間引抜加工を施され、固溶化熱処理された管を、回転軸の方向が互いに交差する状態で上下方向に対向配置した少なくとも５対の鼓形矯正ロールを設けたスタンド距離が３００ｍｍ以下のロール矯正機を用いて矯正するに際し、
    　前記ロール矯正機の少なくとも連続する３対の上下矯正ロールの交差位置での管軸心に相当する３位置で形成され、下記（１）式で規定されるηが０．９×１０－３以上で、かつ５ｍｍ以下のオフセット量を管に付与することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の製造方法。
    　　η＝１／Ｒ×（ｄ／２）　　・・・（１）
    　ただし、管外径をｄ（ｍｍ）、ロール矯正機のスタンド距離をＬ（ｍｍ）オフセット量をδ（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（δ２＋Ｌ２）／２δの関係とする。
  6. 　前記管の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１０．０～４０．０％、Ｎｉ：８．０～８０．０％、Ｔｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．６％以下、Ａｌ：０．５％以下およびＮ：０．２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする請求項５に記載の蒸気発生器用伝熱管の製造方法。
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