JPH064190B2 - 耐食二重管の管端シール溶接方法 - Google Patents
耐食二重管の管端シール溶接方法Info
- Publication number
- JPH064190B2 JPH064190B2 JP21418889A JP21418889A JPH064190B2 JP H064190 B2 JPH064190 B2 JP H064190B2 JP 21418889 A JP21418889 A JP 21418889A JP 21418889 A JP21418889 A JP 21418889A JP H064190 B2 JPH064190 B2 JP H064190B2
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- JP
- Japan
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- pipe
- corrosion
- welding
- resistant double
- inner pipe
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、腐食性物質を含有する石油や天然ガスを輸送
するラインパイプ、あるいは化学工業における配管等に
使用される耐食二重管の管端シール溶接方法に関するも
のである。
するラインパイプ、あるいは化学工業における配管等に
使用される耐食二重管の管端シール溶接方法に関するも
のである。
高価な耐食合金の使用量を節減し、かつ強度を高めた耐
食二重管が、ラインパイプ、チュービングあるいは化学
工業等における配管等に使用され、最近ますます使用分
野が拡がっている。このような耐食二重管として、耐食
性材料からなる薄肉の内管と炭素鋼からなる厚肉の外管
とが、熱拡管方式等により嵌合されたものがあり、高耐
食材料の内管と高強度材料の外管の特性を併せ持つ複合
特性材料としての効果が発揮される。
食二重管が、ラインパイプ、チュービングあるいは化学
工業等における配管等に使用され、最近ますます使用分
野が拡がっている。このような耐食二重管として、耐食
性材料からなる薄肉の内管と炭素鋼からなる厚肉の外管
とが、熱拡管方式等により嵌合されたものがあり、高耐
食材料の内管と高強度材料の外管の特性を併せ持つ複合
特性材料としての効果が発揮される。
内管と外管が嵌合された耐食二重管の管端に外管の炭素
鋼が露出していると、ラインパイプ敷設時等において、
二重管同士を周継手溶接する際に、開先形状によっては
溶接部の耐食性成分が炭素鋼によって希釈され、二重管
内面の耐食性が溶接部にて劣化するおそれがある。ま
た、チュービング等において、ねじ切り加工した管端と
カップリングを螺合して接続する場合は、管端とカップ
リングとの間隙に外管の炭素鋼が露出して耐食性が劣化
する。したがって、耐食二重管の管端には耐食性材料を
肉盛溶接するシール溶接が行われる。このようなシール
溶接が施してあると、二重管同士の周継手溶接が敷設現
地においても容易に行うことができる。
鋼が露出していると、ラインパイプ敷設時等において、
二重管同士を周継手溶接する際に、開先形状によっては
溶接部の耐食性成分が炭素鋼によって希釈され、二重管
内面の耐食性が溶接部にて劣化するおそれがある。ま
た、チュービング等において、ねじ切り加工した管端と
カップリングを螺合して接続する場合は、管端とカップ
リングとの間隙に外管の炭素鋼が露出して耐食性が劣化
する。したがって、耐食二重管の管端には耐食性材料を
肉盛溶接するシール溶接が行われる。このようなシール
溶接が施してあると、二重管同士の周継手溶接が敷設現
地においても容易に行うことができる。
従来の二重管の管端シール溶接は、管端部に内管を露出
させ、露出した内管の外周面と外管の管端面の間に、内
管と同系統の耐食性材料を溶加材としてすみ肉溶接を施
し、さらに溶加材を多層肉盛溶接することにより行われ
ていた。
させ、露出した内管の外周面と外管の管端面の間に、内
管と同系統の耐食性材料を溶加材としてすみ肉溶接を施
し、さらに溶加材を多層肉盛溶接することにより行われ
ていた。
内管と外管とが嵌合された二重管の管端部を、前記従来
技術によりシール溶接すると、つぎのような問題が発生
する。二重管の内管と外管は接触してはいるが、境界に
は両管の表面粗さに応じた微小な間隙があり、また内管
の耐食性材料は外管の炭素鋼よりも一般的に熱膨張係数
が大きいので、シール溶接時の熱膨張拡管により内外管
境界の間隙が狭められ、境界に存在した空気は熱膨張す
るとともに加圧されて、すみ肉溶接における溶融金属内
に吐出し、ブローホール等の円形欠陥が生じる。さら
に、境界部に、例えば炭素鋼と高合金の希釈率によって
は、溶着金属および母材の凝固収縮応力と溶接熱応力に
よる溶接金属割れが発生することがある。
技術によりシール溶接すると、つぎのような問題が発生
する。二重管の内管と外管は接触してはいるが、境界に
は両管の表面粗さに応じた微小な間隙があり、また内管
の耐食性材料は外管の炭素鋼よりも一般的に熱膨張係数
が大きいので、シール溶接時の熱膨張拡管により内外管
境界の間隙が狭められ、境界に存在した空気は熱膨張す
るとともに加圧されて、すみ肉溶接における溶融金属内
に吐出し、ブローホール等の円形欠陥が生じる。さら
に、境界部に、例えば炭素鋼と高合金の希釈率によって
は、溶着金属および母材の凝固収縮応力と溶接熱応力に
よる溶接金属割れが発生することがある。
本発明は、耐食性材料からなる薄肉の内管と炭素鋼から
なる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端部をシ
ール溶接するに際して、溶接欠陥の発生を防止するとと
もに、溶接金属割れも防止することを目的とする。
なる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端部をシ
ール溶接するに際して、溶接欠陥の発生を防止するとと
もに、溶接金属割れも防止することを目的とする。
本発明は、耐食性材料からなる薄肉の内管と炭素鋼から
なる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端部に前
記内管を露出させ、該露出した内管の外周面に該内管と
同系統の材料により仕置溶接を施し、該管端部の内外管
境界に間隙を形成した後、前記外管の管端面と前記内管
の外周面の間を該内管と同系統の材料によりすみ肉溶接
することを特徴とする耐食二重管の管端シール溶接方法
を要旨とするものである。
なる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端部に前
記内管を露出させ、該露出した内管の外周面に該内管と
同系統の材料により仕置溶接を施し、該管端部の内外管
境界に間隙を形成した後、前記外管の管端面と前記内管
の外周面の間を該内管と同系統の材料によりすみ肉溶接
することを特徴とする耐食二重管の管端シール溶接方法
を要旨とするものである。
本発明の対象とする二重管は、外管と内管とが熱拡管方
式等により嵌合された二重管である。熱拡管方式による
嵌合は、たとえば、加熱膨張させた外管内に内管を挿入
し、内管内に水圧をかけつつ外管を冷却することにより
行われる。内管の耐食性材料としては、ステンレス鋼、
高合金鋼、スーパーアロイ、チタン、チタン合金、銅基
合金等が、外管の炭素鋼としては、高強度のAPI 5AX P-
110等が採用され、管内外の雰囲気や条件、二重管の敷
設あるいは配管状況等に応じて、耐食性、強度等の特性
を有するように材料設計されたものである。
式等により嵌合された二重管である。熱拡管方式による
嵌合は、たとえば、加熱膨張させた外管内に内管を挿入
し、内管内に水圧をかけつつ外管を冷却することにより
行われる。内管の耐食性材料としては、ステンレス鋼、
高合金鋼、スーパーアロイ、チタン、チタン合金、銅基
合金等が、外管の炭素鋼としては、高強度のAPI 5AX P-
110等が採用され、管内外の雰囲気や条件、二重管の敷
設あるいは配管状況等に応じて、耐食性、強度等の特性
を有するように材料設計されたものである。
以下に、本発明を図面により具体的に説明する。
第１図は、耐食二重管の管端部の軸方向部分断面を示し
たものである。二重管１は外管２と内管３が嵌合されて
おり、まず(a)のように管端部に内管３を露出させる。
４は外管２の管端面、５は内管３の外周面であり、何れ
もバイト切削により開先加工が施されている。つぎに、
(b)のように内管３の外周面５に内管３と同系統の材料
により仕置溶接を施し、仕置ビード６の凝固収縮により
内管３の露出部を縮径させて内外管境界に間隙７を形成
する。ついで、(c)のように外管２の管端面４と内管３
の外周面５の間を、内管３と同系統の材料ですみ肉溶接
し、すみ肉溶接部８を形成する。この形成過程におい
て、溶接熱で膨張した内外管境界内の空気は、すみ肉溶
接部８となる溶融金属の前面から放出され、溶融金属内
に吐出することがないので、溶接欠陥の発生が防止され
る。さらに、溶着金属および母材の凝固収縮応力と溶接
熱応力は、内外管境界の間隙７が埋まるまで解放され続
け、冷却が完了したときの収縮応力は小さなものとな
り、溶接金属割れが防止される。その後、多層肉盛溶接
を行って多層溶融部９を形成する。
たものである。二重管１は外管２と内管３が嵌合されて
おり、まず(a)のように管端部に内管３を露出させる。
４は外管２の管端面、５は内管３の外周面であり、何れ
もバイト切削により開先加工が施されている。つぎに、
(b)のように内管３の外周面５に内管３と同系統の材料
により仕置溶接を施し、仕置ビード６の凝固収縮により
内管３の露出部を縮径させて内外管境界に間隙７を形成
する。ついで、(c)のように外管２の管端面４と内管３
の外周面５の間を、内管３と同系統の材料ですみ肉溶接
し、すみ肉溶接部８を形成する。この形成過程におい
て、溶接熱で膨張した内外管境界内の空気は、すみ肉溶
接部８となる溶融金属の前面から放出され、溶融金属内
に吐出することがないので、溶接欠陥の発生が防止され
る。さらに、溶着金属および母材の凝固収縮応力と溶接
熱応力は、内外管境界の間隙７が埋まるまで解放され続
け、冷却が完了したときの収縮応力は小さなものとな
り、溶接金属割れが防止される。その後、多層肉盛溶接
を行って多層溶融部９を形成する。
(1) 本発明例：外径が8+5/8inch(219.1mm)，肉厚が11.
0mmのAPI 5L X70炭素鋼シームレス鋼管を外管２とし、
肉厚が3.0mmのインコネル625TIG溶接管を内管３とし
て、熱拡管方式により嵌合した耐食二重管１の管端部
に、インコネル625を溶加材とし、TIG溶接により第１図
(b)のように仕置ビード６を形成して内外管境界に間隙
７を形成し、ついで、第１図(c)のようにすみ肉溶接部
８および多層溶接部９を形成した。
0mmのAPI 5L X70炭素鋼シームレス鋼管を外管２とし、
肉厚が3.0mmのインコネル625TIG溶接管を内管３とし
て、熱拡管方式により嵌合した耐食二重管１の管端部
に、インコネル625を溶加材とし、TIG溶接により第１図
(b)のように仕置ビード６を形成して内外管境界に間隙
７を形成し、ついで、第１図(c)のようにすみ肉溶接部
８および多層溶接部９を形成した。
(2) 従来例：本発明例と同じ耐食二重管１の管端部
に、仕置きビード６を形成せず、本発明例と同様のすみ
肉溶接部８および多層溶接部９を形成した。
に、仕置きビード６を形成せず、本発明例と同様のすみ
肉溶接部８および多層溶接部９を形成した。
本発明例および従来例の溶接部健全性を、適用規格：AS
ME Sec.Ｖ，判定基準：ASTM Sec.VIII UW51による放射
線透過試験により評価した。その結果を表１に示す。△
はやや不良、○は良好、◎は非常に良好であったことを
示す。なお、円形欠陥とは、ブローホールおよびこれに
類する丸みを帯びた欠陥である。本発明例は、いずれの
評価項目についても非常に良好であった。
ME Sec.Ｖ，判定基準：ASTM Sec.VIII UW51による放射
線透過試験により評価した。その結果を表１に示す。△
はやや不良、○は良好、◎は非常に良好であったことを
示す。なお、円形欠陥とは、ブローホールおよびこれに
類する丸みを帯びた欠陥である。本発明例は、いずれの
評価項目についても非常に良好であった。
〔発明の効果〕 本発明によれば、耐食性材料からなる薄肉の内管と炭素
鋼からなる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端
シール溶接部に、溶接欠陥および溶接金属割れが発生す
るのが防止され、耐食二重管の健全性が安定して確保で
きる。さらに、耐食二重管を使用するに際して管同士を
周継手溶接するときは、溶接施工が容易化するととも
に、溶接部の健全性も安定して確保される。したがっ
て、腐食性物質を含有する石油や天然ガスを輸送するラ
インパイプ、チュービング用や各種化学工業用等に今後
ますます需要の増加が予想される耐食二重管の施工改善
に大きく寄与し、工業的価値は絶大である。
鋼からなる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端
シール溶接部に、溶接欠陥および溶接金属割れが発生す
るのが防止され、耐食二重管の健全性が安定して確保で
きる。さらに、耐食二重管を使用するに際して管同士を
周継手溶接するときは、溶接施工が容易化するととも
に、溶接部の健全性も安定して確保される。したがっ
て、腐食性物質を含有する石油や天然ガスを輸送するラ
インパイプ、チュービング用や各種化学工業用等に今後
ますます需要の増加が予想される耐食二重管の施工改善
に大きく寄与し、工業的価値は絶大である。
第１図(a)，(b)，(c)は本発明を説明するための図であ
る。 １：二重管，２：外管，３：内管，４：外管の管端面，
５：内管の外周面，６：仕置ビード，７：間隙，８：す
み肉溶接部，９：多層溶接部。
る。 １：二重管，２：外管，３：内管，４：外管の管端面，
５：内管の外周面，６：仕置ビード，７：間隙，８：す
み肉溶接部，９：多層溶接部。
Claims (1)
- 【請求項１】耐食性材料からなる薄肉の内管と炭素鋼か
らなる厚肉の外管とが嵌合された耐食二重管の管端部に
前記内管を露出させ、該露出した内管の外周面に該内管
と同系統の材料により仕置溶接を施し、該管端部の内外
管境界に間隙を形成した後、前記外管の管端面と前記内
管の外周面の間を該内管と同系統の材料によりすみ肉溶
接することを特徴とする耐食二重管の管端シール溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21418889A JPH064190B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 耐食二重管の管端シール溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21418889A JPH064190B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 耐食二重管の管端シール溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0381069A JPH0381069A (ja) | 1991-04-05 |
| JPH064190B2 true JPH064190B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16651698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21418889A Expired - Lifetime JPH064190B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 耐食二重管の管端シール溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064190B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-22 JP JP21418889A patent/JPH064190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381069A (ja) | 1991-04-05 |
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