JPH026811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、大径溶接鋼管の熱処理方法に関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

最近、極めて苛酷な腐食条件を有する石油や天
然ガス等の地下資源の開発が進められており、こ
のために、耐食性に優れた高合金鋼からなる大径
溶接鋼管（以下、単に大径管と云う）の需要が高
まつている。

大径管は、UOE造管機等によつて製造された
後、熱処理が施こされるが、特に、高合金鋼から
なる大径管は、通常の炭素鋼からなる大径管に比
べて、より高温度の基で熱処理を施こす必要があ
り、そして、その溶接部は、溶接部の品質を良好
にする等の理由により、母材部の温度もしくはそ
れ以上の温度で、しかも、狭い温度範囲の基で熱
処理を施こす必要がある。

従来の、大径管の熱処理方法を第４図を参照し
ながら説明する。

第４図に示すように、互いに密接させて一列に
並べられた複数個の誘導加熱コイル２Ａ〜２Ｅか
らなる主加熱器２は、この中を図中矢印方向に移
動する大径管１を所定温度に加熱する。主加熱器
２は、その大径管１の移動方向下流端が、上流端
より下がるように傾斜している。主加熱器２の下
流端に近接した位置において、主加熱器２の中心
軸線の延長線上には、大径管１の外面に冷却水を
噴射するための外面冷却用ノズル３、および、大
径管１の内面に冷却水を噴射するための内面冷却
用ノズル４が設置されている。外面冷却用ノズル
３には、冷却水供給管３Ａが接続され、そして、
内面冷却用ノズル４には、冷却水供給管４Ａが、
大径管１内を通つて接続されている。

図中矢印方向に移動する大径管１は、主加熱器
２内において所定温度に加熱された後、直ちに、
外面冷却用ノズル３および内面冷却用ノズル４か
らの冷却水によつて所定温度まで冷却される。大
径管１の内面を冷却した後の、内面冷却用ノズル
４からの冷却水は、大径管１内を流れて、その下
流端から外部に流出する。このようにして、大径
管１に連続的に熱処理が施こされる。

しかし、上述した、従来の、大径管の熱処理方
法は、次の問題点を有していた。

例えば、上述したように、高合金鋼からなる
大径管においては、大径管全体を高温度に加熱
し、そして、溶接部は、母材部よりさらに高温
度で、しかも、狭い温度範囲の基で熱処理を施
こす必要があるが、従来法では、主加熱器２の
みによつて大径管１を加熱しているので、溶接
部のみを高温度に加熱することはできなかつ
た。なお、溶接部の肉厚は通常、母材部の肉厚
より厚いので、管全体を均一加熱しても、溶接
部の温度は母材部の温度より低下する。これを
防止するために、溶接部のみを加熱しようとし
ても従来法では不可能であつた。

大径管を高温度に加熱すると、大径管が熱変
形する。例えば、CR２２、二相系ステンレス
鋼管（直径：28インチ、肉厚：6.4mm）を1100
℃で熱処理したところ、最大直径と最小直径と
の差が41mmとなつた。このように大径管が熱変
形すると、均一な加熱冷却が行なえないばかり
か、大径管の径が主加熱器２の内径に近づく
と、大径管１が主加熱器２に衝突して、熱処理
が続行できなくなることがある。

〔発明の目的〕

従つて、この発明の目的は、熱変形が防止でき
るとともに、溶接部に母材部の温度もしくはそれ
以上の温度の基で熱処理を施こすことができる、
大径溶接鋼管の熱処理方法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

この発明は、大径溶接鋼管を主加熱器によつて
加熱し、この後、直ちに、前記大径溶接鋼管を冷
却手段によつて冷却することからなる、大径溶接
鋼管の熱処理方法において、前記大径溶接鋼管
が、前記主加熱器によつて加熱される直前に、前
記大径溶接鋼管の溶接部を補助加熱器によつて加
熱し、かくして、前記溶接部に、前記大径溶接鋼
管の母材部の温度もしくはそれ以上の温度の基で
熱処理を施こすことに特徴を有するものである。

〔発明の構成〕

次に、この発明の一実施態様を図面を参照しな
がら説明する。

第１図は、この発明の一実施態様の熱処理方法
によつて、大径管１に熱処理を施こしている状態
を示す正面図である。第１図に示すように、この
発明の一実施態様の熱処理方法は、第６図に示し
た従来法において、主加熱器２の、大径管１の移
動方向上流端に近接した位置に設置された補助加
熱器５によつて、大径管１の溶接部を所定温度に
予備加熱することに特徴を有するものであり、そ
の他の構成は、従来法と同様である。

上記補助加熱器５としては、ガスバーナや誘導
加熱器等を用いる。

図中矢印方向に移動する大径管１は、その溶接
部が補助加熱器５によつて所定温度に予備加熱さ
れた後、主加熱器２によつて大径管１全体が所定
温度に加熱される。この後、直ちに、大径管１
は、外面冷却用ノズル３および内面冷却用ノズル
４からの冷却水によつて所定温度まで冷却され
る。

このように、大径管１全体を主加熱器２によつ
て加熱する前に、大径管１の溶接部を補助加熱器
５により予備加熱することによつて、溶接部を母
材部の温度もしくはそれ以上の温度に加熱するこ
とが容易にできる。しかも、従来法によれば、溶
接部の品質向上をめざして溶接部を高温度に加熱
しようとすると、母材部も高温度に加熱せざるを
得ず、このために、大径管１が熱変形することが
あつたが、上述した、この発明の方法によれば、
溶接部のみを高温度に加熱することができるの
で、このような問題は生じない。

第２図に、第１図に示した、この発明の一実施
態様によつて、直径20インチ、肉厚14.3mmの大径
管に熱処理を施こしたときの、主加熱器による温
度上昇の一例を示し、第３図に、No.１〜No.４の各
誘導加熱コイルによる溶接部の加熱効率の結果を
示す。なお、前記加熱効率は、補助加熱器によつ
て溶接部を予備加熱しないときの溶接部の温度
と、補助加熱器によつて溶接部を予備加熱したと
きの溶接部の温度との間の差（第２図中で示
す）を、放熱温度（第２図中）で除した値を百
分率で表わしたものである。なお、第２図中２点
鎖線は、母材部の温度曲線を示す。これから分る
ように、予備加熱を行わなかつたときの溶接部の
温度は、母材部の温度より低下している。

次に、この発明を実施例により更に説明する。

直径：20″、肉厚：14.3mmの二相系ステンレス
鋼管に、第１図に示した、この発明の方法によつ
て熱処理を施こした。プロパンガスバーナーから
なる補助加熱器５は、主加熱器２の上流端から
2000mm離れた位置に設置し、溶接部の予備加熱温
度は、355℃とし、大径管の目標熱処理温度は、
1100±50℃とした。このようにして、溶接部の温
度を最大1111℃まで上昇させて、大径管に熱処理
を施こした。そして、このようにして得られた大
径管の品質を調べたところ溶接部および母材部と
も全く異状は認められなかつた。

なお、この発明の熱処理方法は、上述したよう
にストレートシーム溶接による鋼管以外に、スパ
イラルシーム溶接による鋼管にも適用できること
は勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、熱変
形が防止できるとともに、溶接部に母材部の温度
もしくはそれ以上の温度の基で、熱処理を施こす
ことができるといつたきわめて有用な効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施態様によつて、大径
管に熱処理を施こしている状態を示す正面図、第
２図は、この発明の熱処理方法によつて、溶接部
を加熱した場合および加熱しない場合における溶
接部の温度変化を示すグラフ、第３図は、主加熱
器における各誘導加熱コイルの加熱効率を示すグ
ラフ、第４図は、従来法によつて大径管に熱処理
を施している状態を示す正面図である。図面にお
いて、 １……大径管、２……主加熱器、２Ａ〜２Ｅ…
…誘導加熱コイル、３……外面冷却用ノズル、３
Ａ……冷却水供給管、４……内面冷却用ノズル、
４Ａ……冷却水供給管、５，５Ａ……補助加熱
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大径溶接鋼管を主加熱器によつて加熱し、こ
   の後、直ちに、前記大径溶接鋼管を冷却手段によ
   つて冷却することからなる、大径溶接鋼管の熱処
   理方法において、 前記大径溶接鋼管が、前記主加熱器によつて加
   熱される直前に、前記大径溶接鋼管の溶接部を補
   助加熱器によつて加熱し、かくして、前記溶接部
   に、前記大径溶接鋼管の母材部の温度もしくはそ
   れ以上の温度の基で熱処理を施すことを特徴とす
   る、大径溶接鋼管の熱処理方法。