JPH059670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分類・分野＞ 開示技術は、プラント等の配管の構造とその製
造技術分野に属する。

＜要旨の解説＞ 而して、この出願の発明は、炭素鋼製等の外管
に対しTi等の耐蝕材がその管全体に内張接合さ
れて一種の二重管構造とされている耐蝕鋼管、及
び、その製造方法に関する発明であり、特に、ユ
ニツト長鋼管の管全体がその外管に於いて端管と
該端管に接合される一般管とから成り、該端管の
管端部に於いてはTi金属が拡散接合等の手段に
よつて冶金的に接合されており、又、該端管の
Ti金属を含めて管全体にTi金属内管が内張接合
され、更に、該内張接合Ti金属内管は上記端管
の管端部に於いてTi金属にてシール溶接され、
而して、該ユニツト長鋼管の連結による設定長の
管体には継手部に対するTi金属の外管に対する
オーバーラツプによるシール性、耐蝕性が確実に
されている二重管タイプの耐蝕鋼管とその製造方
法に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、油井管や化学プラント、原子力プ
ラント配管等に用いる管は単なる耐圧性や耐熱性
ばかりでなく、耐蝕性も必要とされている。

このような条件に合致する耐蝕鋼管としては、
高合金のステンレス鋼やNi基合金が用いられて
きたが、かかる合金は高価であるために、耐熱、
耐圧性を炭素鋼製等の外管でもたせ、その内面に
ステンレス鋼製等の耐蝕金属製の内管を冶金的、
或は、機械的にライニングして耐蝕性を付与する
ような手段が案出されてきている。

例えば、第１３，１４図に示す様に炭素鋼製外
管９，９の各々にオーステナイト鋼製内管１０を
挿入し、液圧拡管等により嵌合密着させて第１
５，１６図に示す様に内管１０の管端を外管９の
内面にシール溶接１２，１２を行つて密封シール
する。

そして、ユニツト端管相互を第１７図に示す様
に外管９，９相互の突合せ溶接８を行つて連結す
るようにし、続いて第１８図に示す様に内管１
０，１０の管端相互をオーステナイト系ステンレ
ス鋼の溶加材料にて肉盛溶接１８で連接するよう
にしている。

而して、このように外管に耐蝕内管を接合する
技術としては、機械的なライニング等の接合より
もクラツドのような冶金的な接合の方が強度的に
優れていることはよく知られている。

而して、例えば、耐蝕性に優れているTi、或
は、Ti合金等のTi金属（以下これらをTi金属と
総称する。）を用いて外管に冶金的に接合するこ
とは一般には技術的に困難である。

さりながら、近時Ti金属と炭素鋼等を、例え
ば、爆着、或は、拡散接合等の手段によつて冶金
的に接合することが技術的に可能となつてきてい
る。

ところで、一般に配管はその長さが長ければ長
いほど継手部が少なくなり、強度的に安定するの
みならず、配管作業が少なくて済むというメリツ
トがあるが、配管のユニツト長には工場での製造
時に装置上の制約がある上に、現地据付けまでに
工場から輸送する際に長さにも制限があるため、
その長さは規格的にユニツト長として決められて
いる。

勿論、特殊な場合には素材を接合した後に塑性
加工するような手段もあるが、一般には炭素鋼製
外管と耐蝕Ti金属との加工性の違いもあるため、
耐蝕鋼管に於いては長尺の塑性加工は困難とされ
ている。

而して、上記設定ユニツト長の耐蝕鋼管を工場
で製造した後に現地据付けのための輸送を行う
が、その間、一時的に野積等をする場合があり、
この間、外管と内張接合された耐蝕内管とは管端
に於いて経時的に腐蝕が境界面の内側に進行する
虞れがあるために、管端に一般にはシール溶接を
しなければならない。

さりながら、外管の炭素鋼等と内面の耐蝕Ti
金属とは中間材を用いてもその接合強度が充分に
は期待出来ないという欠点があつた。

又、このように、内張接合接合される耐蝕性の
Ti金属はその耐蝕性においては優れてはいるも
のの、鋼管管端に於けるシール溶接には冶金的に
不都合さがあるという難点があつた。

そして、製造されたユニツト長の鋼管相互を管
端同志連結する場合にも上述の不都合により腐蝕
が進行しない状態で完全にシールすることが出来
難いという難点があつた。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
耐蝕材内張接合耐蝕鋼管の問題点を解決すべき技
術的課題とし、その耐蝕性に優れたTi金属を外
管に対する内張接合の内管として有効に利用出来
るようにし、而して、その管端に於けるシール溶
接が確実に充分な強度を有して行えることが出
来、又、ユニツト長鋼管相互の継手部に於いても
同様に出来るようにし、更には使用時全長的に耐
蝕機能が保持可能であるようにして、各種産業に
おける配管利用分野に益する優れた耐蝕鋼管、及
び、その製造方法を提供せんとするものである。

＜発明の構成＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は、前述問題点を解決す
るために炭素鋼製等の外管を予め設計的に端管と
一般管に二分割しておき、該端管の管端部に所定
のTi金属を拡散接合などの手段により冶金的に
接合し、次いで、上記二分割の外管の一般管を端
管と対応させて突合せ溶接等により接合し、その
後、該端管、及び、一般管を含めて略管全体内面
に所定のTi金属内管を相対重層させて液圧拡管
等の手段により充分な嵌合代を介し緊結結合して
内張接合し、次いで、上記管端部の接合Ti金属
と該内張接合したTi金属内管とを接合して管端
部を確実にシールさせたユニツト長鋼管を得るよ
うにし、製造後から現場据付け間での野積等にお
いても管端部における腐蝕侵入に対処出来るよう
に、而して、該ユニツト長鋼管相互の連結に際し
ては上記管端部Ti金属間にTi金属短管を介装さ
せる等してTi金属とTi金属内管を突き合せ溶接
し、外管管端を突き合せ溶接して所定長の耐蝕鋼
管を得ることが出来るようにした技術的手段を講
じたものである。

＜実施例−構成＞ 次に、この出願の発明の実施例を第１図より第
１２図までの図面に基づいて説明すれば以下の通
りである。

第１〜１０図に示す実施例は化学プラント等に
用いる溶接継手連結のの耐蝕鋼管の態様であり、
外管の一般管と分割された、第１，２図に示す端
管１，１′は炭素鋼製であり、その前端には突き
合せ溶接用の開先２，２′が形成され、一方の開
先２′にはせぎり嵌合部２″が機械加工により形成
されている。

そして、両者の先端部の内面には内張接合部
３，３が所定の機械加工により穿設され、又、後
端には同じく突き合せ溶接用の開先加工４，４′
が形成されてある。

而して、このように形成された外管の端管１，
１′に対して、第３，４図に示す様に、内面が上
記接合部３，３に対しTi金属製であつて、内面
が該端管１と面一部５を有している短円筒状の短
管６を拡散接合により一体化固着する。

尚、この場合、該拡散接合は上記端管１，１′
が短いために通常一般の拡散接合手段を用いるこ
とが出来るものである。

このようにして、各端管１，１′が形成される
と、第５，６図に示す様に、外管の分割体として
の炭素鋼製の一般管７，７をその先端開先を介し
て端管１，１′に対し突合せ溶接８，８を形成し
一体連結して外管９，９′を形成する。

このように外管９，９′が形成されると、第７，
８図に示す様に、その内部にTi金属の内管１０，
１０を外管９，９′の上記Ti金属の短管６，６の
中途まで相対重層し、該外管９，９′と内管１０，
１０とを周知の液圧拡管等により充分な嵌合代を
介して緊結結合する。

この状態においては内管１０，１０と外管９，
９′の端管１，１′の先端部のTi金属の短管６，
６とはその先端に於いてオーバーラツプするため
に、そこで両者をオーバーラツプ部１１，１１に
於いて適宜シール溶接１２，１２を行つて管端シ
ールを行う。

尚、この場合、端管１，１′の管端部は短管６，
６と内管１０，１０とがTi金属相互であること
により、上記シール溶接１２，１２は容易に行わ
れ、その強度は充分に確保出来、又、該端管１，
１′のオーバーラツプ部１１，１１に於いては、
予め、拡散接合によりTi金属の短管６，６は端
管１，１′に確実に冶金的に接合されている。

したがつて、このようにして得られる第７，８
図に示すユニツト長の耐蝕鋼管１３，１３′を製
造した後に、現地輸送までの間、野積等を行つて
も、その管端から腐蝕等が内管１０，１０と外管
９，９′の境界に侵入する虞れは全くなくなる。

而して、上述各ユニツト長の耐蝕鋼管１３，１
３′…を現地まで輸送し、据付けするに際しては、
第９図に示す様に、ユニツト長の耐蝕鋼管１３，
１３′の管端の開先２，２′を突出部とアンダカツ
ト状のせぎり部２″の嵌合を介しての突き合せを
内管１０，１０と同一厚さ、径のTi金属短管１
４の介装、オーバーラツプを介して行い、第１０
図に示す様に、該内管１０，１０と短管１４の
Ti金属相互の突き合せ溶接１５，１５、及び、
開先２，２′の突き合せ溶接１６を行つて両ユニ
ツト長鋼管１３，１３′の連結を終了する。

この場合、Ti金属短管１４と内管１０，１０
との突き合せ溶接１５，１５は端管１，１′の開
先２，２′の突き合せ溶接後でも良い。

又、この場合、突き合せ溶接１６は貫通タイプ
でも良く、開先形状は適宜でも良い。

尚、内管１０，１０と短管１４の突き合せ溶接
は短い方の鋼管１３，１３′の開口端からの溶接
治具挿入により適宜可能である。

このようにして、順次連結されていくユニツト
長の耐蝕鋼管１３，１３′…の内面はTi金属内管
１０，１０…と短管１４，１４…の交互連結によ
り面一にされ、継手部に於いても短管６と溶接部
１５、短管１４と突き合せ溶接部１６がオーバー
ラツプし確実に耐蝕シールが成される。

又、第１１図に示す実施例は同じくプラント
用、或は、輸送用の配管の態様であるが、上述実
施例同様に炭素鋼製の外管を二分割した端管１，
１′の開先に対称的にアンダカツトを形成してお
き連結時に該アンダカツト部に鋼管短管１７を上
記短管１４に上層させて介装させ、開先２，２′
を介して該端管１，１′に突合せ溶接１６により
一体連結するようにした態様である。

又、第１２図に示す実施例は一方のユニツト長
の耐蝕鋼管１３に於いてTi金属短管６′を開先２
より突出させて拡散溶接して他方のユニツト長鋼
管１３′の開先２′のアンダカツト状せぎり部２″
に対応重合させるようにし、更に内管１０′を該
他方のユニツト長鋼管１３′のTi金属短管６にオ
ーバーラツプする長さに突出形成させておくよう
にした態様であり、野積み時の腐蝕侵入防止等の
作用効果は上述各実施例同様である。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例
に限るものでないことは勿論であり、例えば、適
用対象は化学プラント配管に限らず、原子力配管
等にも使用出来、ユニツト長の耐蝕鋼管の端管の
肉厚や直径などは自由に選択する種々の態様が採
用可能である。

又、内張接合の内管はその材質がTiに限らず
Ti合金でも良いことは勿論である。

又、外管の端管の内面に内張接合するTi金属
については前述拡散接合のみならず、圧接等も使
用することが出来る。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、基本的に耐蝕
鋼管に於いてその外管に対し内張接合する内管が
TiやTi合金等のTi金属であるために、極めて、
その耐蝕性能が良く、耐蝕鋼管として充分に機能
することが出来るという優れた効果が奏される。

又、ユニツト長の鋼管の管端部に於いて端管の
Ti金属に対して管全体に接合されたTi金属製の
内管が管端部にてTiシールされているために、
耐蝕鋼管が工場に於いて製造された後、現地据付
けまでに輸送等の条件から野積等された場合にお
いても、管端から腐蝕が外管と内管との間に侵入
進行しないという優れた効果が奏される。

而して、該外管の端管の管端部に短いTi金属
が内張接合されているために、該内張接合短管と
の拡散溶接等のTiシール溶接がし易く、したが
つて、管端部に於けるシールが確実に行われると
いう優れた効果が奏される。

而して、該耐蝕鋼管の製造方法においては外管
の端管と一般管を分割しておき、予め、該端管の
管端部にTi金属を冶金的に接合しておくように
したために、該外管の端管に対してTi金属は拡
散接合などを行う場合に、その長さが短いことに
より装置内に容易にセツト出来、最終製品として
の耐蝕鋼管の長さに無関係にその端管にTi金属
を接合することが出来るという優れた効果が奏さ
れる。

而して、該Ti金属を接合した端管に対して一
般管を接合して連結するために、その外管全体の
形成は容易に行うことが出来るという効果が奏さ
れる。

又、このようにして形成された外管の内側に
Ti金属内管を管全体に相対重層して該Ti金属内
管を管全体内面に接合するために管端に於いて上
記端管のTi金属の管端部に対してTiシール溶接
することによつて確実に外管に対する内張接合の
Tiシール溶接を行つてシールすることが出来る
という効果が奏される。

而して、このようにユニツト長耐蝕鋼管相互
は、継手部に於いて外管とTi金属がオーバーラ
ツプするようにされていることによりシール性も
耐蝕性も確実にされるという優れた効果が奏され
る。

更に、Ti金属相互によりTiシール溶接が行わ
れ得るため溶接がし易く上述の確実性がより保証
されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の実施例を示すものであ
り、第１〜１０図は１実施例の製造方法プロセス
説明図である。第１図は一方の短管の断面図であ
る。第２図は他方の短管の断面図である。第３図
は一方の短管のTiシール断面図である。第４図
は他方の短管のTiシール断面図である。第５図
は一方の外管の断面図である。第６図は他方の外
管の断面図である。第７図は一方のユニツト鋼管
の断面図である。第８図は他方のユニツト鋼管の
断面図である。第９図は鋼管接合断面図である。
第１０図は鋼管連結断面図である。第１１図は他
の実施例の耐蝕鋼管の製造説明断面図である。第
１２図は別の耐蝕鋼管の製造説明断面図である。
第１３図は従来技術に基づく一方の管端断面図で
ある。第１４図は従来技術に基づく他方の管端断
面図である。第１５図は同一方の管端の内管シー
ル溶接断面図である。第１６図は同他方の管端の
内面シール溶接断面図である。第１７図は同外管
相互の突合せ溶接断面図である。第１８図は同管
の継手断面図である。 ７……外管、６，１０，１４，１７……耐蝕
材、１３，１３′……（ユニツト長）耐蝕鋼管、
１，１′……端管、６……Ti金属、１０……Ti金
属内管、３……せぎり。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管に対し耐蝕材が内張接合されている耐蝕
   鋼管において、ユニツト長鋼管が外管と該外管に
   接合されたTi内管とから成り、更に該外管が端
   管と該端管に接合された一般管とより成り、該端
   管の管端部にTi金属が冶金的に接合され、又略
   管全体内面に接合されたTi金属内管が管端部に
   てTiシール溶接され、而して各ユニツト長鋼管
   継手部にて外管溶接部とTi金属とがオーバーラ
   ツプしていることを特徴とする耐蝕鋼管。 ２ 上記オーバーラツプの部分がTi金属内管相
   互間のTi金属短管と外管によつて構成されてい
   ることを特徴とする上記特許請求の範囲第１項記
   載の耐蝕鋼管。 ３ 上記オーバーラツプの部分が一方のユニツト
   長鋼管の外管に対するその管端より長いTi金属
   内管と外管とにより構成されていることを特徴と
   する上記特許請求の範囲第１項記載の耐蝕鋼管。 ４ 上記各ユニツト長鋼管の端管と端管との接合
   がアンダカツト状のせぎりを一方に有する開先間
   の溶接によつて成されていることを特徴とする上
   記特許請求の範囲第１項記載の耐蝕鋼管。 ５ 予め外管の端管の管端部にTi金属を冶金的
   に接合しておき、次いで外管の一般管を接合し、
   その略管全体内面にTi金属内管を内張接合し、
   その後該内張接合Ti金属内管と上記端管の管端
   部とをTiシール溶接するようにしてユニツト長
   鋼管を形成し、而して各ユニツト長鋼管を溶接継
   手部にTi金属を外管にオーバーラツプさせて溶
   接連結するようにしたことを特徴とする耐蝕鋼管
   製造方法。 ６ 上記Ti金属の接合が拡散溶接によつて成さ
   れることを特徴とする上記特許請求の範囲第６項
   記載の耐蝕鋼管製造方法。 ７ 上記Ti金属の接合が圧接によつて成される
   ことを特徴とする上記特許請求の範囲第６項記載
   の耐蝕鋼管製造方法。 ８ 上記オーバーラツプさせる溶接が一方のTi
   金属内管と両ユニツト長鋼管の各Ti金属とのTi
   溶接によつて行われることを特徴とする上記特許
   請求の範囲第６項記載の耐蝕鋼管製造方法。 ９ 上記Ti金属の冶金的接合が端管内面に機械
   的に形成した凹部に対して行われることを特徴と
   する上記特許請求の範囲第６項記載の耐蝕鋼管製
   造方法。