JPH0144437B2 - - Google Patents
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- JPH0144437B2 JPH0144437B2 JP15082180A JP15082180A JPH0144437B2 JP H0144437 B2 JPH0144437 B2 JP H0144437B2 JP 15082180 A JP15082180 A JP 15082180A JP 15082180 A JP15082180 A JP 15082180A JP H0144437 B2 JPH0144437 B2 JP H0144437B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welded joint
- pipe
- residual stress
- cooling
- stress
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- Expired
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
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- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
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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
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
本発明は、管もしくは管状容器の突き合せ溶接
継手部内面の残留引張応力を圧縮応力とし、応力
腐食割れの発生のおそれのない残留応力改善方法
の改良に関する。 管もしくは管状容器の突き合せ溶接継手部内面
の残留引張応力を、圧縮応力の状態にして、応力
腐食割れの発生を防ぐ残留応力改善方法は、従来
からいくつかの方法が提案されているが、それら
の方法はいずれも、板厚方向に温度勾配をつける
などの熱的処理方法であつた。しかし、かかる熱
的処理方法の場合は温度分布を制御するのが極め
て困難であり、従つて溶接継手部内面の残留応力
を安定して改善することは困難であるという欠点
があつた。 本発明は、上記従来の熱的処理方法の欠点を解
消することを目的として提案されたもので、管ま
たは管状容器の突き合せ溶接継手部内面における
残留応力を改善するに当り、該溶接継手部の両側
の外側周に配設した冷却手段により、内部に封入
された冷却により固化、膨脹する物質を冷却して
上記溶接継手部の両側でその内部を封入する栓を
形成させ、さらに冷却手段による冷却を続けて該
栓を生長させ、両側の該栓によつて、形成された
閉区間内の圧力を上昇せしめて拡管させ、溶接継
手部とその近傍に塑性変形を与えたのち上記封止
栓を融解させて、該溶接継手部とその近傍を若干
縮めて溶接継手部内面の残留応力を圧縮応力に変
えることを特徴とする管の溶接継手部の残留応力
改善方法に係るものである。 本従、管あるいは管状容器の突き合せ溶接継手
部内面の残留応力の改善を安定して行なうには、
内側から機械的に力を加えて管径を拡大すること
が望ましいが、長い配管あるいは管状容器の場
合、それらの内部に拡管装置を挿入することは非
常な困難を伴なうので本発明は上記方法によつて
その目的を達成したものである。 以下、本発明方法を、添付図面を参照しなが
ら、工程順序に従つて具体的に説明する。 第１図は、管１と管２を突き合せ溶接し、溶接
継手部３を有する配管の縦断面を示すもので、こ
の場合、溶接継手部３内側には残留引張応力が残
留している。そこで本発明では、該配管内に冷却
すれば固体となつて膨脹する物質たとえば水４を
第１図に示す如く充しておく。ついで第２図Ａ，
Ｂに示す如く上記溶接継手部３の両側の外側、す
なわち管１，２の外側適所に冷却手段５，５′を
配置したのち、それら冷却手段５，５′により配
管内の水を冷却する。そうすると第２図Ａに示す
如く冷却手段５，５′の内周近傍の水は冷却され
て氷となり、ついには氷の栓６，６′が形成され
てそれら両側の氷栓６，６′により水が分断され
て配管内に閉じ込められる。（第２図Ａ参照）つ
いでさらに冷却手段５，５′により冷却を続ける
と、第３図に示す如く氷栓６，６′が次第に生長
させる。そうすると配管内にそれら氷栓６，６′
で分断、閉じ込められた水４′の内圧は上昇し該
内圧によつて管径が拡大されて溶接継手部３とそ
の近傍に塑性変形が与えられる。このように溶接
継手部３とその近傍に塑性変形が生じたのち冷却
手段５，５′による冷却を中止し、氷栓６，６′を
融かして閉じ込められた水の内圧を解放すれば溶
接継手部３内の残留引張応力は圧縮応力となる。
すなわち、上記の如く内圧を解放すれば第４図に
示すように、破線で示された拡大部は、周囲から
引張られて実線で示す如く若干縮む。そうすると
すでに降伏点に達し塑性変形を起していた拡大部
は縮むことによつて該部に圧縮応力が生じる。な
お外力を加えて強制的に縮ませた場合には、縮ん
だ状態で降伏してしまうので圧縮応力が生じな
い。 なお、上記拡大部の程度は、拡大部の内面が降
伏点に達し塑性変形を生じるまで拡大する。ま
た、拡大部の外面が弾性変形の範囲内であれば、
外面側の戻りによつて内面側に圧縮応力が生じ
る。 次に、本発明の具体的な実施例を第５図に示
す。適用対象の配管は、ステンレス鋼管（JIS
SUS304TP 4B Sch40）で、中央に突合せ溶接継
手がある。溶接継手は、GTAW法（テイグ溶接
法）で溶接され、その溶接条件は、第１表に示す
とおりである。
継手部内面の残留引張応力を圧縮応力とし、応力
腐食割れの発生のおそれのない残留応力改善方法
の改良に関する。 管もしくは管状容器の突き合せ溶接継手部内面
の残留引張応力を、圧縮応力の状態にして、応力
腐食割れの発生を防ぐ残留応力改善方法は、従来
からいくつかの方法が提案されているが、それら
の方法はいずれも、板厚方向に温度勾配をつける
などの熱的処理方法であつた。しかし、かかる熱
的処理方法の場合は温度分布を制御するのが極め
て困難であり、従つて溶接継手部内面の残留応力
を安定して改善することは困難であるという欠点
があつた。 本発明は、上記従来の熱的処理方法の欠点を解
消することを目的として提案されたもので、管ま
たは管状容器の突き合せ溶接継手部内面における
残留応力を改善するに当り、該溶接継手部の両側
の外側周に配設した冷却手段により、内部に封入
された冷却により固化、膨脹する物質を冷却して
上記溶接継手部の両側でその内部を封入する栓を
形成させ、さらに冷却手段による冷却を続けて該
栓を生長させ、両側の該栓によつて、形成された
閉区間内の圧力を上昇せしめて拡管させ、溶接継
手部とその近傍に塑性変形を与えたのち上記封止
栓を融解させて、該溶接継手部とその近傍を若干
縮めて溶接継手部内面の残留応力を圧縮応力に変
えることを特徴とする管の溶接継手部の残留応力
改善方法に係るものである。 本従、管あるいは管状容器の突き合せ溶接継手
部内面の残留応力の改善を安定して行なうには、
内側から機械的に力を加えて管径を拡大すること
が望ましいが、長い配管あるいは管状容器の場
合、それらの内部に拡管装置を挿入することは非
常な困難を伴なうので本発明は上記方法によつて
その目的を達成したものである。 以下、本発明方法を、添付図面を参照しなが
ら、工程順序に従つて具体的に説明する。 第１図は、管１と管２を突き合せ溶接し、溶接
継手部３を有する配管の縦断面を示すもので、こ
の場合、溶接継手部３内側には残留引張応力が残
留している。そこで本発明では、該配管内に冷却
すれば固体となつて膨脹する物質たとえば水４を
第１図に示す如く充しておく。ついで第２図Ａ，
Ｂに示す如く上記溶接継手部３の両側の外側、す
なわち管１，２の外側適所に冷却手段５，５′を
配置したのち、それら冷却手段５，５′により配
管内の水を冷却する。そうすると第２図Ａに示す
如く冷却手段５，５′の内周近傍の水は冷却され
て氷となり、ついには氷の栓６，６′が形成され
てそれら両側の氷栓６，６′により水が分断され
て配管内に閉じ込められる。（第２図Ａ参照）つ
いでさらに冷却手段５，５′により冷却を続ける
と、第３図に示す如く氷栓６，６′が次第に生長
させる。そうすると配管内にそれら氷栓６，６′
で分断、閉じ込められた水４′の内圧は上昇し該
内圧によつて管径が拡大されて溶接継手部３とそ
の近傍に塑性変形が与えられる。このように溶接
継手部３とその近傍に塑性変形が生じたのち冷却
手段５，５′による冷却を中止し、氷栓６，６′を
融かして閉じ込められた水の内圧を解放すれば溶
接継手部３内の残留引張応力は圧縮応力となる。
すなわち、上記の如く内圧を解放すれば第４図に
示すように、破線で示された拡大部は、周囲から
引張られて実線で示す如く若干縮む。そうすると
すでに降伏点に達し塑性変形を起していた拡大部
は縮むことによつて該部に圧縮応力が生じる。な
お外力を加えて強制的に縮ませた場合には、縮ん
だ状態で降伏してしまうので圧縮応力が生じな
い。 なお、上記拡大部の程度は、拡大部の内面が降
伏点に達し塑性変形を生じるまで拡大する。ま
た、拡大部の外面が弾性変形の範囲内であれば、
外面側の戻りによつて内面側に圧縮応力が生じ
る。 次に、本発明の具体的な実施例を第５図に示
す。適用対象の配管は、ステンレス鋼管（JIS
SUS304TP 4B Sch40）で、中央に突合せ溶接継
手がある。溶接継手は、GTAW法（テイグ溶接
法）で溶接され、その溶接条件は、第１表に示す
とおりである。
【表】
配管の冷却は、第５図のように、配管に冷却ジ
ヤケツトを装着し、その内部に液体窪素を、各冷
却ジヤケツトについて0.7Kg／min供給して冷却、
配管内部に満たしてある水を凍結させた。このよ
うにして形成した氷栓によつて溶接継手の両側内
部が封止されるが、さらに冷却を続けると氷栓が
成長して形成された閉区間内の圧力が上昇して溶
接継手部とその近傍に塑性変形が与えられる。配
管の外面に貼付した歪ゲージによつて所定の歪が
付与されたことを確認した後、氷栓を溶融させて
閉区間の内圧を下降させると拡管部が収縮して溶
接継手部の残留応力が除去される。 本配管の溶接継手部の溶接残留応力の分布は、
第６図に示すような状態で、配管内面は引張状態
となつているが、本発明の方法を適用することに
より、第７図に示すような応力状態に大幅に改善
されることが確認された。 以上要するに、本発明は、管または管状容器の
突き合せ溶接継手部内面における残留応力を改善
するに当り、該溶接継手部の両側の外側周に配設
した冷却手段により、内部に封入された冷却によ
り固化、膨脹する物質を冷却して上記溶接継手部
の両側でその内部を封止する栓を形成させ、さら
に冷却手段による冷却を続けて該栓を生長させ、
両側の該栓によつて形成された閉区間内の圧力を
上昇せしめて拡管させ、溶接継手部とその近傍に
塑性変形を与えたのち上記封止栓を融解させて、
該溶接継手部とその若干縮めて溶接継手部内面の
残留応力を圧縮応力に変えることを特徴とする管
の溶接継手部の残留応力改善方法を要旨とするも
のであるから、本発明によれば、上記熱的処理方
法の欠点を解消し、容易、確実に管または管状容
器の突き合せ溶接継手部内面の残留引張応力を、
圧縮応力に変えることの可能な残留応力改善方法
を実現できるという実用効果を挙げることができ
る。
ヤケツトを装着し、その内部に液体窪素を、各冷
却ジヤケツトについて0.7Kg／min供給して冷却、
配管内部に満たしてある水を凍結させた。このよ
うにして形成した氷栓によつて溶接継手の両側内
部が封止されるが、さらに冷却を続けると氷栓が
成長して形成された閉区間内の圧力が上昇して溶
接継手部とその近傍に塑性変形が与えられる。配
管の外面に貼付した歪ゲージによつて所定の歪が
付与されたことを確認した後、氷栓を溶融させて
閉区間の内圧を下降させると拡管部が収縮して溶
接継手部の残留応力が除去される。 本配管の溶接継手部の溶接残留応力の分布は、
第６図に示すような状態で、配管内面は引張状態
となつているが、本発明の方法を適用することに
より、第７図に示すような応力状態に大幅に改善
されることが確認された。 以上要するに、本発明は、管または管状容器の
突き合せ溶接継手部内面における残留応力を改善
するに当り、該溶接継手部の両側の外側周に配設
した冷却手段により、内部に封入された冷却によ
り固化、膨脹する物質を冷却して上記溶接継手部
の両側でその内部を封止する栓を形成させ、さら
に冷却手段による冷却を続けて該栓を生長させ、
両側の該栓によつて形成された閉区間内の圧力を
上昇せしめて拡管させ、溶接継手部とその近傍に
塑性変形を与えたのち上記封止栓を融解させて、
該溶接継手部とその若干縮めて溶接継手部内面の
残留応力を圧縮応力に変えることを特徴とする管
の溶接継手部の残留応力改善方法を要旨とするも
のであるから、本発明によれば、上記熱的処理方
法の欠点を解消し、容易、確実に管または管状容
器の突き合せ溶接継手部内面の残留引張応力を、
圧縮応力に変えることの可能な残留応力改善方法
を実現できるという実用効果を挙げることができ
る。
第１図、第２図Ａ，Ｂ、第３図および第４図
は、本発明方法の一実施態様の工程順序説明図、
第５図は本発明の具体的な実施例の説明図、第６
図は通常の溶接継手部における溶接残留応力の分
布を示す線図、第７図は本発明を実施した溶接継
手部における溶接残留応力の分布を示す線図であ
る。 １，２：管、３：溶接継手部、４：水、５，
５′：冷却手段、６，６′：氷栓。
は、本発明方法の一実施態様の工程順序説明図、
第５図は本発明の具体的な実施例の説明図、第６
図は通常の溶接継手部における溶接残留応力の分
布を示す線図、第７図は本発明を実施した溶接継
手部における溶接残留応力の分布を示す線図であ
る。 １，２：管、３：溶接継手部、４：水、５，
５′：冷却手段、６，６′：氷栓。
Claims (1)
- １ 管または管状容器の突き合せ溶接継手部内面
における残留応力を改善するに当り、該溶接継手
部の両側の外側周に配設した冷却手段により、内
部に封入された冷却により固化、膨脹する物質を
冷却して上記溶接継手部の両側でその内部を封止
する栓を形成させ、さらに冷却手段による冷却を
続けて該栓を生長させ、両側の該栓によつて形成
された閉区間内の圧力を上昇せしめて拡管させ、
溶接継手部とその近傍に塑性変形を与えたのち上
記封止栓を融解させて、該溶接継手部とその近傍
を若干縮めて溶接継手部内面の残留応力を圧縮応
力に変えることを特徴とする管の溶接継手部の残
留応力改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15082180A JPS5775296A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Method for improving residual stress of welded joint part of pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15082180A JPS5775296A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Method for improving residual stress of welded joint part of pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5775296A JPS5775296A (en) | 1982-05-11 |
| JPH0144437B2 true JPH0144437B2 (ja) | 1989-09-27 |
Family
ID=15505138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15082180A Granted JPS5775296A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Method for improving residual stress of welded joint part of pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5775296A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8978433B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-03-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pipe diameter expansion apparatus and pipe diameter expansion method |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19962958C2 (de) * | 1999-12-24 | 2001-12-13 | Salzgitter Ag | Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils aus mindestens zwei Metallrohren und danach herstellbares Formbauteil |
| JP4448791B2 (ja) | 2005-05-31 | 2010-04-14 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 配管の残留応力改善方法及びその装置 |
| JP4972595B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-07-11 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 配管のき裂進展抑止方法 |
| JP4857375B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2012-01-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 配管の残留応力改善装置 |
| JP5367558B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2013-12-11 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 配管の残留応力改善方法 |
| CN104087730A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-08 | 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 | 一种用于奥氏体不锈钢低温压力容器应变强化的方法 |
-
1980
- 1980-10-29 JP JP15082180A patent/JPS5775296A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8978433B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-03-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pipe diameter expansion apparatus and pipe diameter expansion method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5775296A (en) | 1982-05-11 |
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