JPH0724577A

JPH0724577A - クラッド管の突合せ溶接方法

Info

Publication number: JPH0724577A
Application number: JP17276993A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Torigoe; 猛鳥越
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】外層(1)を炭素鋼又は低合金鋼、内層(2)をス
テンレス鋼又は高合金鋼から形成したクラッド管を、敷
設現場にて突合せ溶接する際、溶接後の焼戻し処理を不
要にする。【構成】敷設現場における突合せ溶接前に、ステンレ
ス鋼又は高合金鋼の溶接棒を用いて少なくとも外層の端
面に肉盛溶接を施して肉盛部(3)を形成すると共に、溶
接による熱影響を受けて硬化した母材外層部は焼戻し処
理を行なっておく。敷設現場では、ステンレス鋼又は高
合金鋼の肉盛部どうしを突き合わせて溶接を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サワー環境油井等に敷
設されるラインパイプ用クラッド管の突合せ溶接に関す
る。

【０００２】

【従来技術及び問題点】石油・天然ガス油井のラインパ
イプ材は、高温・高圧に耐える機械的性質と、すぐれた
耐食性が要求される。単一の材質でこれらの特性を充足
させることは難しいため、外層を炭素鋼又は低合金鋼、
内層をステンレス鋼又は高合金鋼から形成したクラッド
管が広く使用されている。

【０００３】クラッド管は、長さ約６〜12ｍの管体とし
て工場から出荷され、油井現場で溶接接合されてパイプ
ラインの組立てが行なわれる。ところで、突合せ溶接を
行なうと、母材は溶接熱による影響を受けて、溶接部近
傍では約800〜900℃まで昇温する。クラッド管の場合、
内層のステンレス鋼又は高合金鋼は変態しないから昇温
しても特に問題はないが、外層の炭素鋼又は低合金鋼
は、冷却速度が速いとマルテンサイト変態が起こり、溶
接部近傍の母材硬度が高くなる。この高硬度部は脆化し
やすいため、通常は、溶接後に約600〜６９０℃の温度
で焼戻し処理を行なってから使用に供される。

【０００４】しかし、クラッド管の溶接部近傍の焼戻し
処理を敷設現場で行なうには、例えば、加熱コイルを備
えた可搬式加熱装置のように、特殊な熱処理装置を用い
なければならず、その取扱いが煩雑で非常に厄介である
という不都合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、敷設
現場にて実施するクラッド管の突合せ溶接において、溶
接後の焼戻し処理を不要とする溶接方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】敷設現場での突合せ溶接
時に、外層の炭素鋼又は低合金鋼が焼入れ硬化可能とな
る加熱温度（約800℃以上)に達しないようにするため、
少なくとも外層の端面に、マルテンサイト変態をしない
ステンレス鋼又は高合金鋼の溶接肉盛部を予め形成して
おくことによって上記目的を達成するようにした。即
ち、敷設現場における突合せ溶接前に、ステンレス鋼又
は高合金鋼の溶接棒を用いて少なくとも外層の端面に肉
盛溶接を施して肉盛部を形成すると共に、溶接による熱
影響を受けて硬化した母材外層部は焼戻し処理を行なっ
ておき、敷設現場では、ステンレス鋼又は高合金鋼の肉
盛部どうしを突き合わせて溶接するようにしたものであ
る。なお、肉盛部の厚さは、クラッド管の外径、肉厚等
によって異なるが、通常は、約５〜10mmあれば、炭素鋼
又は低合金鋼の外層が焼入れ硬化可能な加熱温度に到達
するのを防止できる。

【０００７】

【作用】クラッド管の外層端面に、ステンレス鋼又は高
合金鋼の肉盛部を形成した際、溶接熱の影響を受けて硬
化する母材外層部は、焼戻し処理によって軟化される。
ラインパイプの敷設現場における突合せ溶接では、ステ
ンレス鋼又は高合金鋼の肉盛部どうしが接合され、溶接
熱によって約800℃以上の温度に達するのは肉盛部だけ
にとどまる。母材外層を構成する炭素鋼又は低合金鋼の
部分は約800℃以上に達しないから、その後の急冷によ
って焼入れ硬化することはない。

【０００８】

【実施例】図１を参照すると、クラッド管は、炭素鋼又
は低合金鋼からなる外層(1)と、ステンレス鋼又は高合
金鋼からなる内層(2)とから構成される。クラッド管の
端面には、ステンレス鋼又は高合金鋼の溶接棒を用いて
肉盛部(3)を設ける。なお、肉盛部(3)は、突合せ溶接時
にそのまま開先形状として使用できる形態とするため、
クラッド管の端部に面取りを施し、図示の如く、略テー
パ状に形成することが望ましい。ラインパイプの敷設現
場では、図２に示す如く、両クラッド管の肉盛部(3)(3)
を突き合わせて、常法通り、溶接を行なえばよい。

【０００９】次の要領にて、クラッド管の肉盛溶接及び
突合せ溶接を行なった。・供試クラッド管（下記サイズのものを２本）外径：175mm、内径：133mm、長さ：2000mm、外層厚さ：18mm、内層厚さ：３mm ・供試クラッド管材質外層成分（Ｃ 0.12％、Ｓｉ 0.17％、Ｍｎ 0.76％、Ｐ
0.007％、Ｓ 0.005％、Ｎｉ 0.46％、Ｃｒ 0.10％、Ｍ
ｏ 0.17％、Ｖ 0.10％、残部実質的にＦｅ）内層成分（Ｃ 0.03％、Ｓｉ 0.32％、Ｍｎ 0.33％、Ｐ
0.009％、Ｓ 0.005％、Ｎｉ 39.8％、Ｃｒ 21.2％、Ｍ
ｏ 3.1％、Ｃｕ 1.52％、Ｎｂ 0.96％、残部実質的にＦ
ｅ）・肉盛溶接溶接方法：ＴＩＧ溶接棒成分：Ｃ 0.012％、Ｓｉ 0.06％、Ｍｎ 0.06％、
Ｎｉ 64.25％、Ｃｒ 21.90％、Ｍｏ 9.03％、Ｆｅ 0.71
％溶接条件：200Ａ、25Ｖ、25〜30mm／分肉盛部の厚さ：５mmで２層・肉盛溶接後の焼戻し処理加熱温度：600℃ 加熱時間：1.5時間冷却方法：大気中にて放冷・突合せ溶接溶接方法：ＴＩＧ溶接棒成分：肉盛溶接で使用したものと同じ溶接条件：初層〜第２層（125Ａ、15Ｖ）第３層以降（180〜200Ａ、10Ｖ）

【００１０】肉盛溶接前、肉盛溶接後、焼戻し処理後及
び突合せ溶接後の夫々について、硬度試験を行なった。
硬度試験では、外層の端部近傍（従来法において、溶接
熱の影響を受ける部分に相当）を測定した。試験方法及
び試験結果は次の通りである。・硬度試験方法：ビッカース硬度計、荷重10kg ・肉盛溶接前の硬度：Ｈｖ 185 ・肉盛溶接後の硬度：Ｈｖ 200 ・焼戻し処理後の硬度：Ｈｖ 180 ・突合せ溶接後の硬度：Ｈｖ 180

【００１１】試験結果から明らかなように、外層の端部
近傍部は、肉盛溶接後、硬度が高くなっている。次に焼
戻し処理を行なうと軟化する。しかし、その後に突合せ
溶接を行なっても硬度に変化はなかった。これは、突合
せ溶接時の熱影響が、肉盛溶接部にとどまり、外層の端
部近傍にまで及んでいないことを示している。このよう
に、本発明の方法によれば、突合せ溶接後、外層の端部
近傍部は硬度が高くならないから、ラインパイプの敷設
現場にて、溶接部近傍に局部的な焼戻し処理を施す必要
はない。なお、肉盛溶接後の硬化部の焼戻し処理は、工
場内にある通常の熱処理設備を用いて簡単に実施するこ
とができる。

【００１２】

【発明の効果】ラインパイプ用クラッド管の母材外層を
構成する炭素鋼又は低合金鋼の部分が、ラインパイプの
敷設現場での溶接作業によって硬化することはないか
ら、溶接現場での焼戻し処理は不要となる。従って、ラ
インパイプの敷設作業能率は著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】クラッド管の端面に形成した溶接肉盛部を説明
する図である。

【図２】クラッド管の突合せ溶接を説明する図である。

【符号の説明】

(1) 外層 (2) 内層 (3) 肉盛部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外層を炭素鋼又は低合金鋼、内層をステ
ンレス鋼又は高合金鋼から形成したクラッド管を、敷設
現場にて実施する突合せ溶接において、敷設現場におけ
る突合せ溶接前に、ステンレス鋼又は高合金鋼の溶接棒
を用いて少なくとも外層の端面に肉盛溶接を施して肉盛
部を形成すると共に、溶接による熱影響を受けて硬化し
た母材外層部に焼戻し処理を行ない、敷設現場では、ス
テンレス鋼又は高合金鋼の肉盛部どうしを突き合せて溶
接を行なうことを特徴とする、クラッド管の突合せ溶接
方法。