JPH06279941A - 溶接予熱および後熱処理省略型低合金鋼鋼管 - Google Patents
溶接予熱および後熱処理省略型低合金鋼鋼管Info
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- JPH06279941A JPH06279941A JP9394393A JP9394393A JPH06279941A JP H06279941 A JPH06279941 A JP H06279941A JP 9394393 A JP9394393 A JP 9394393A JP 9394393 A JP9394393 A JP 9394393A JP H06279941 A JPH06279941 A JP H06279941A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 wt％で、Ｃ：0.０６〜0.１０％, Si：0.６０
〜0.８０％, Mn：0.３５〜0.５０％, Ｐ：0.０２０％以
下, Ｓ：0.００７％以下, Cr：1.１０〜1.３０％, Mo：
0.４５〜0.５５％, Al：0.００２〜0.０１０％, Ｎ：0.
００２〜0.０１０％を含み、残部はFeおよび不可避的不
純物からなり、その管厚を２５mm以下とした溶接予熱お
よび後熱処理省略型低合金鋼鋼管。 【効果】 発電プラントなどに用いるＳＴＰＡ２３の溶
接性を改善するため、Ｃ，Si, Mn, Cr, Mo, Al及びＮ含
有量を限定し、不純物元素中特にＳ及びＰの含有量を制
限すると共に、管厚を２５mm以下として、溶接現地にお
ける溶接予熱および後熱処理を省略することができる。
〜0.８０％, Mn：0.３５〜0.５０％, Ｐ：0.０２０％以
下, Ｓ：0.００７％以下, Cr：1.１０〜1.３０％, Mo：
0.４５〜0.５５％, Al：0.００２〜0.０１０％, Ｎ：0.
００２〜0.０１０％を含み、残部はFeおよび不可避的不
純物からなり、その管厚を２５mm以下とした溶接予熱お
よび後熱処理省略型低合金鋼鋼管。 【効果】 発電プラントなどに用いるＳＴＰＡ２３の溶
接性を改善するため、Ｃ，Si, Mn, Cr, Mo, Al及びＮ含
有量を限定し、不純物元素中特にＳ及びＰの含有量を制
限すると共に、管厚を２５mm以下として、溶接現地にお
ける溶接予熱および後熱処理を省略することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接予熱および後熱処理
省略型低合金鋼鋼管に係り、発電プラント等において使
用されるＳＴＰＡ２３、例えばＬＮＧ火力発電における
コンバインドサイクルの蒸気配管、原子力発電における
所内蒸気配管などの鋼管についてその現地溶接を容易な
らしめようとするものである。
省略型低合金鋼鋼管に係り、発電プラント等において使
用されるＳＴＰＡ２３、例えばＬＮＧ火力発電における
コンバインドサイクルの蒸気配管、原子力発電における
所内蒸気配管などの鋼管についてその現地溶接を容易な
らしめようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＴＰＡ２３などの1.２５Cr−0.５Mo鋼
鋼管は溶接時の硬化性が極めて高く、従来においてはそ
の硬度を下げ、また溶接時における溶接低温割れを防止
し、使用中の腐力腐食割れを防止する目的から予熱処理
および後熱処理を施すことが必要とされている。
鋼管は溶接時の硬化性が極めて高く、従来においてはそ
の硬度を下げ、また溶接時における溶接低温割れを防止
し、使用中の腐力腐食割れを防止する目的から予熱処理
および後熱処理を施すことが必要とされている。
【０００３】即ち、溶接割れの発生を防止するには予熱
が必要であり、一方溶接ままでは室温でのシャルピー衝
撃試験における吸収エネルギーが２〜７kgm であり、こ
れを５５０〜７００℃に後熱処理することにより１０〜
１５kgm 程度に改善することが不可欠である。
が必要であり、一方溶接ままでは室温でのシャルピー衝
撃試験における吸収エネルギーが２〜７kgm であり、こ
れを５５０〜７００℃に後熱処理することにより１０〜
１５kgm 程度に改善することが不可欠である。
【０００４】例えば、１９８５年発行の溶接学会論文集
第３巻第２号の３７１頁には、Ｃ,Mn, Ni, CrおよびMo
を特定範囲内に含有した鋼板を被覆アーク溶接するに当
って、１００℃以上に予熱すること、および多層ＳＡＷ
溶接するに当り２２５℃以上に予熱し、且つパス間温度
も２２５℃以上とし、後熱処理は不要とすることが発表
されている。同様の記述は特公昭61-56309号公報におい
ても開示されている。
第３巻第２号の３７１頁には、Ｃ,Mn, Ni, CrおよびMo
を特定範囲内に含有した鋼板を被覆アーク溶接するに当
って、１００℃以上に予熱すること、および多層ＳＡＷ
溶接するに当り２２５℃以上に予熱し、且つパス間温度
も２２５℃以上とし、後熱処理は不要とすることが発表
されている。同様の記述は特公昭61-56309号公報におい
ても開示されている。
【０００５】また、ＨＩＰＳ Ｅ−１１１における応力
焼なまし基準とその解説において、ＳＣＭＶ３，ＳＴＰ
Ａ２３，ＳＴＢＡ２３の規格成分による鋼を１５０〜３
００℃に予熱し、パス間温度を１５０〜３００℃として
後熱を不要とする旨が記載され、前記特公昭61-56309号
公報にも同様の技術が開示されている。
焼なまし基準とその解説において、ＳＣＭＶ３，ＳＴＰ
Ａ２３，ＳＴＢＡ２３の規格成分による鋼を１５０〜３
００℃に予熱し、パス間温度を１５０〜３００℃として
後熱を不要とする旨が記載され、前記特公昭61-56309号
公報にも同様の技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、1.２５
Cr−0.５Mo鋼は溶接時において熱影響部が非常に硬化す
るため溶接低温割れを発生し易く、これを防止するため
には２００〜３５０℃の予熱処理を行い、溶接時熱影響
部の硬化を低減し、また溶接割れの発生原因となる拡散
性水素量の低減を図ることが必要である。更に多くの場
合、溶接熱影響部の軟化と拡散性水素量の除去低減を図
り、靭性を回復させると同時に応力腐食割れ防止を図る
目的で６２０〜７００℃の後熱処理が必要である。
Cr−0.５Mo鋼は溶接時において熱影響部が非常に硬化す
るため溶接低温割れを発生し易く、これを防止するため
には２００〜３５０℃の予熱処理を行い、溶接時熱影響
部の硬化を低減し、また溶接割れの発生原因となる拡散
性水素量の低減を図ることが必要である。更に多くの場
合、溶接熱影響部の軟化と拡散性水素量の除去低減を図
り、靭性を回復させると同時に応力腐食割れ防止を図る
目的で６２０〜７００℃の後熱処理が必要である。
【０００７】これらの処理を行うことは煩雑であると共
に工費および工期上においても不利が多く、品質管理上
においても好ましいものでないことは明かである。前記
した特開昭61-56309号公報などに発表されている技術に
よってもこれらの不利を完全に回避することができな
い。
に工費および工期上においても不利が多く、品質管理上
においても好ましいものでないことは明かである。前記
した特開昭61-56309号公報などに発表されている技術に
よってもこれらの不利を完全に回避することができな
い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、前述したような1.２５Cr−0.５Mo鋼に関し、Ｃ，M
n，Ｐ，Ｓ量などに成分範囲および素材管厚を特定範囲
とすることにより溶接予熱および後熱処理を共に省略し
て好ましい溶接接手特性を得しめることに成功したもの
であって、以下のとおりである。
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、前述したような1.２５Cr−0.５Mo鋼に関し、Ｃ，M
n，Ｐ，Ｓ量などに成分範囲および素材管厚を特定範囲
とすることにより溶接予熱および後熱処理を共に省略し
て好ましい溶接接手特性を得しめることに成功したもの
であって、以下のとおりである。
【０００９】wt％で、Ｃ：0.０６〜0.１０％, Si：0.６
０〜0.８０％, Mn：0.３５〜0.５０％, Ｐ：0.０２０％
以下, Ｓ：0.００７％以下, Cr：1.１０〜1.３０％, M
o：0.４５〜0.５５％, Al：0.００２〜0.０１０％,
Ｎ：0.００２〜0.０１０％を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物から成り、その管厚を２５mm以下とされた
ことを特徴とする溶接予熱および後熱処理省略型低合金
鋼鋼管。
０〜0.８０％, Mn：0.３５〜0.５０％, Ｐ：0.０２０％
以下, Ｓ：0.００７％以下, Cr：1.１０〜1.３０％, M
o：0.４５〜0.５５％, Al：0.００２〜0.０１０％,
Ｎ：0.００２〜0.０１０％を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物から成り、その管厚を２５mm以下とされた
ことを特徴とする溶接予熱および後熱処理省略型低合金
鋼鋼管。
【００１０】
【作用】本発明によるものについて成分範囲の限定理由
をwt％（以下単に％という）によって説明すると、先ず
Ｃは0.０６〜0.１０％である。即ち、Ｃは溶接部の硬
化、ひいては低温割れの発生に最も影響する元素であ
り、その上限を0.１０％として割れ防止および硬度低下
を共に得しめ、一方下限を0.０６％として素材の強度を
確保する。
をwt％（以下単に％という）によって説明すると、先ず
Ｃは0.０６〜0.１０％である。即ち、Ｃは溶接部の硬
化、ひいては低温割れの発生に最も影響する元素であ
り、その上限を0.１０％として割れ防止および硬度低下
を共に得しめ、一方下限を0.０６％として素材の強度を
確保する。
【００１１】Si：0.６０〜0.８０％ Siは、脱酸剤として、また鋼の耐熱性を改善する目的に
おいて0.６０％以上を含有することが必要である。また
その上限として、0.８０％とすることにより強靭性を確
保し、しかも溶接部の硬度低下を図る。
おいて0.６０％以上を含有することが必要である。また
その上限として、0.８０％とすることにより強靭性を確
保し、しかも溶接部の硬度低下を図る。
【００１２】Mn：0.３５〜0.５０％ Mnは、常温強度を確保し、または脱酸および脱硫のため
に0.３５％は必要である。また溶接部の硬度上昇を防止
するためには0.５０％を上限とすることが必要である。
に0.３５％は必要である。また溶接部の硬度上昇を防止
するためには0.５０％を上限とすることが必要である。
【００１３】Ｐ：0.０２０％以下 不純物元素であるＰを0.０２０％以下に制限することに
よって衝撃特性を向上させ、溶接部の硬度低下を図る。
よって衝撃特性を向上させ、溶接部の硬度低下を図る。
【００１４】Ｓ：0.００７％以下 衝撃特性を向上させるためには、Ｓを0.００７％以下と
することが必要である。
することが必要である。
【００１５】Cr：1.１０〜1.３０％ Crは、耐食性を確保するために必要な元素であって、こ
のためには1.１０％以上が必要である。しかし本発明の
ように溶接を前提とした場合においては溶接部の硬化を
防止するために1.３０％を上限とすることが必要であ
る。
のためには1.１０％以上が必要である。しかし本発明の
ように溶接を前提とした場合においては溶接部の硬化を
防止するために1.３０％を上限とすることが必要であ
る。
【００１６】Mo：0.４５〜0.５５％ Moは、高温強度を確保するためには必要な元素であっ
て、このためには0.４５％以上含有させることが必要で
ある。しかし0.５５％を超えて含有した場合には溶接性
が劣化するので、これを上限とすることが必要である。
て、このためには0.４５％以上含有させることが必要で
ある。しかし0.５５％を超えて含有した場合には溶接性
が劣化するので、これを上限とすることが必要である。
【００１７】Al：0.００２〜0.０１０％ Alは、脱酸および耐酸化性を向上する作用を有し、これ
らのためには0.００２％以上を含有させることが必要で
ある。しかしこのAlを多量に含有すると加工性を損い、
またクリープ強度を低下させるので0.１０％を上限とす
ることが必要である。
らのためには0.００２％以上を含有させることが必要で
ある。しかしこのAlを多量に含有すると加工性を損い、
またクリープ強度を低下させるので0.１０％を上限とす
ることが必要である。
【００１８】Ｎ：0.００２〜0.０１０％ Ｎは、固溶強化による高温強度を得るために0.００２％
以上を含有せしめることが必要である。一方0.０１０％
程度でその効果が飽和するので、これを上限とする。
以上を含有せしめることが必要である。一方0.０１０％
程度でその効果が飽和するので、これを上限とする。
【００１９】上記したような成分組成を有する本発明の
鋼管はその管厚を２５mm以下とすることが必要である。
即ち溶接の際に管厚が大となるに従い溶接熱サイクルの
冷却速度が速くなり、溶接部硬度が高くなる。Hv２５０
以下のような所定硬度を得るためには管厚を２５mm以下
とする必要があり、また溶接割れは溶接時に発生する拘
束応力も一要因であって、この拘束応力は継手の管厚に
比例して大きくなる。従って過大な拘束応力を継手部に
発生させないためにも管厚を２５mm以下とすることが必
要である。
鋼管はその管厚を２５mm以下とすることが必要である。
即ち溶接の際に管厚が大となるに従い溶接熱サイクルの
冷却速度が速くなり、溶接部硬度が高くなる。Hv２５０
以下のような所定硬度を得るためには管厚を２５mm以下
とする必要があり、また溶接割れは溶接時に発生する拘
束応力も一要因であって、この拘束応力は継手の管厚に
比例して大きくなる。従って過大な拘束応力を継手部に
発生させないためにも管厚を２５mm以下とすることが必
要である。
【００２０】
【実施例】次の表１に示す化学成分を有する２５０Ａ×
２５mmの各鋼管Ａ〜Ｊを溶接材料としてＣＭＢ９６ＭＢ
（神戸製鋼社製溶接棒）４mmφを用い、１７０Ａ，２４
Ｖ，８〜１５cm／分の条件で被覆アーク溶接を多層盛し
た結果は図１に示すとおりである。
２５mmの各鋼管Ａ〜Ｊを溶接材料としてＣＭＢ９６ＭＢ
（神戸製鋼社製溶接棒）４mmφを用い、１７０Ａ，２４
Ｖ，８〜１５cm／分の条件で被覆アーク溶接を多層盛し
た結果は図１に示すとおりである。
【００２１】
【表１】
【００２２】即ち、Ｃ量が0.１０wt％以下となることに
より溶接部最高硬さHv１０を２５０以下として得られ、
鋼管Ｉ，Ｊの比較鋼によるものはHv２５０超えの硬度を
示している。
より溶接部最高硬さHv１０を２５０以下として得られ、
鋼管Ｉ，Ｊの比較鋼によるものはHv２５０超えの硬度を
示している。
【００２３】また溶接部の最高硬さと管厚との関係は別
に図２に示すとおりであって、管厚が２５mm以下とされ
ることによってその硬さHv２５０以下が確保される。
に図２に示すとおりであって、管厚が２５mm以下とされ
ることによってその硬さHv２５０以下が確保される。
【００２４】更に溶接割れについてｙ拘束割れ試験を実
施した結果は図３に示すとおりであって、予熱なしでも
割れが発生していない。
施した結果は図３に示すとおりであって、予熱なしでも
割れが発生していない。
【００２５】なお前記した表１のＡ鋼管（２５０Ａ×２
５mm）についての機械的性質を次の表２に示すが、この
鋼管の衝撃特性値については図４に要約して示すとおり
である。
５mm）についての機械的性質を次の表２に示すが、この
鋼管の衝撃特性値については図４に要約して示すとおり
である。
【００２６】
【表２】
【００２７】継手性能については、図５に示すような６
０°のＶ開先において被覆アーク溶接をなし、溶接条件
は次の表３に示す如くであるが予熱、後熱を行うことな
しに実施した。
０°のＶ開先において被覆アーク溶接をなし、溶接条件
は次の表３に示す如くであるが予熱、後熱を行うことな
しに実施した。
【００２８】
【表３】
【００２９】得られた継手部についての引張試験結果は
次の表４に示すとおりで、引張強さは十分に大きな値を
示しており破断位置は母材部である。
次の表４に示すとおりで、引張強さは十分に大きな値を
示しており破断位置は母材部である。
【００３０】
【表４】
【００３１】各継手部の衝撃特性についての測定結果は
図６に示すとおりであり、試験は溶接金属中心および熱
影響部の各位置について行ったが何れの切欠位置におい
ても良好な衝撃特性値を有していることは明かである。
図６に示すとおりであり、試験は溶接金属中心および熱
影響部の各位置について行ったが何れの切欠位置におい
ても良好な衝撃特性値を有していることは明かである。
【００３２】更に図７には継手部の硬さ分布を示すが、
表層上面より２mm、管厚中央および表層下面２mmの位置
についてビッカース硬さ試験（荷重１０kg）を行い、測
定ピッチは母材部および溶接金属が1.０mm、熱影響部は
0.５mmであるが、何れの部位もHv２５０以下が確保され
ている。
表層上面より２mm、管厚中央および表層下面２mmの位置
についてビッカース硬さ試験（荷重１０kg）を行い、測
定ピッチは母材部および溶接金属が1.０mm、熱影響部は
0.５mmであるが、何れの部位もHv２５０以下が確保され
ている。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
1.２５Cr−0.５Mo鋼鋼管を現地溶接するに当って予熱お
よび後熱処理の何れをも省略し適切な継手部特性を得し
めることができ、工費および工期の何れにおいても有利
で品質管理上においても好ましい継手を得しめるなど工
業的にその効果の大きい発明である。
1.２５Cr−0.５Mo鋼鋼管を現地溶接するに当って予熱お
よび後熱処理の何れをも省略し適切な継手部特性を得し
めることができ、工費および工期の何れにおいても有利
で品質管理上においても好ましい継手を得しめるなど工
業的にその効果の大きい発明である。
【図１】鋼中Ｃ量と溶接部最高硬さとの関係を要約して
示した図表である。
示した図表である。
【図２】鋼管管厚と溶接部最高硬さとの関係を要約して
示した図表である。
示した図表である。
【図３】ｙ拘束割れ試験結果を要約した図表である。
【図４】管体衝撃試験結果を要約して示した図表であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例におけるＶ開先の説明図であ
る。
る。
【図６】継手部の衝撃試験結果を要約して示した図表で
ある。
ある。
【図７】継手部の各位置における硬さ分布に関する測定
結果を示した図表である。
結果を示した図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】 wt％で、Ｃ：0.０６〜0.１０％, Si：0.
６０〜0.８０％, Mn：0.３５〜0.５０％, Ｐ：0.０２０
％以下, Ｓ：0.００７％以下, Cr：1.１０〜1.３０％,
Mo：0.４５〜0.５５％, Al：0.００２〜0.０１０％,
Ｎ：0.００２〜0.０１０％を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物から成り、その管厚を２５mm以下とされた
ことを特徴とする溶接予熱および後熱処理省略型低合金
鋼鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9394393A JPH06279941A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱および後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9394393A JPH06279941A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱および後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279941A true JPH06279941A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=14096524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9394393A Pending JPH06279941A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 溶接予熱および後熱処理省略型低合金鋼鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06279941A (ja) |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP9394393A patent/JPH06279941A/ja active Pending
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