JPS594985A - 鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆する方法 - Google Patents

鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆する方法

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JPS594985A
JPS594985A JP11407782A JP11407782A JPS594985A JP S594985 A JPS594985 A JP S594985A JP 11407782 A JP11407782 A JP 11407782A JP 11407782 A JP11407782 A JP 11407782A JP S594985 A JPS594985 A JP S594985A
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JP
Japan
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pipe
steel pipe
thin
resistant
tube
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Pending
Application number
JP11407782A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Kawasaki
川崎 龍夫
Isao Takada
高田 庸
Hiroshi Otsubo
宏 大坪
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS594985A publication Critical patent/JPS594985A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼管の内面に耐食性および/または耐摩耗性
を有する金属材料を被覆する方法に関するものである。
金属材料よりなる管は、その用途により種々の特性が要
求されるので、これらの特性を満足する素材をもって製
造されている。近年、産業の発達、特に化学工業および
その周辺あるいは関連技術の発達により、前記管に要求
される特性は1多様かつ苛酷になり、7種類の管材料を
もって要求される特性のすべてを満足させるためには、
非常に高価な材料を使用せざるを得ないのが現状である
例えば高耐食性あるいは高耐摩耗性の金属材料は、一般
に高価であり、難加工性であるため、管用金属材料とし
ては汎用性に乏しい欠点がある。
w4IF!fの耐食性および/または耐摩耗性を改善す
る方法として、鋼管の表面処理方法が種々提案きれ、ま
た利用されている。それらのうちの例えばメッキやイオ
ンブレーティングなどは、被膜が薄いため信頼性に乏し
いこと、あるいは長尺の鋼管には適用しにくいなどの欠
点がある。また近年広く利用されている溶射技術は有用
ではあるが、長尺の鋼管の内面被覆をするためには特別
設計の溶射装置が必要となり、特に、小径の鋼管には適
用できないという欠点がある。
本発明は、従来の鋼管内面の表面処理方法に見られる前
記諸欠点を除去、改善した表面処理方法を提供すること
を目的とするものであり、特許請求の範凹記載の方法に
よって前記目的を達成することができる。
本発明は、鋼管の内面に耐食性および/または耐摩耗性
を有する金属材料を被覆する方法において、前記鋼管の
内径よりも若干小さい外径を有する薄肉管を用意し、該
薄肉管の外表面に目的とする前記金属材料を被覆し、こ
の被覆された薄肉管を前記鋼管の内部に挿入して拡管と
高温加熱を行ない、薄肉管の外表面に被覆された前記金
属材料を前記鋼管の内面に溶融および/または拡散によ
り接合させ、必要により前記鋼管の内面に接合さ・れた
薄肉管を機械的手段、化学的手段の何れか少なくとも1
つの手段によって除去することを特徴とする鋼管の内面
に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆する方法に関するもの
である。この方法によれば、従来の表面処理技術では実
施困難であった長尺鋼管の内面または小径鋼管の内面に
耐食・耐摩耗性金属材料を被覆することが可能となる。
次に、本発明の詳細な説明する。
本発明者らは、先に鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材
料を被覆する方法を特願昭kA−1g797号により提
案した。上記提案の方法は、耐食・耐摩耗性金属材料よ
りなる内管を外管の内部に挿入し、内・外管の隙間に金
属ロウを充填した後に、内管を内部から加圧しつつ内・
外管を加熱し、内・外管をロウ付けする方法に関するも
のであった。
本発明者らは、前記提案について、外表面にN1四つを
溶射した内管を外管内部に挿入し、加圧ならびに加熱に
より二重管を作成する実験を行なっている間に、内管と
N10つとの間に界面剥離が生起しているものを見出し
1このことが本発明のヒントとなった。
本発明者らは、N10つ層自体は耐食・耐摩耗性金属で
あることより、Niロウ層を一応仮の薄肉内管の外表面
に被覆層として形成させた後、この被覆層つきの薄肉内
管を、鋼管の内部に挿入しく加圧・加熱して前記N10
ゆからなる疲覆層を鋼管の内面に溶融および/または拡
散により接合させることにより、鋼管の内面にN10つ
を被覆することが可能であることを知見して、本発明を
完成した。すなわち本発明によれば、薄肉管の外表面に
被覆されたN10つが鋼管の内面にあたがも転写、貼付
されるがごとき方法により耐食・耐摩耗性の被覆層を有
する鋼管を製造することができる。
本発明の方法は、鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料
を、従来のように直接被覆するのではなく、前記金属材
料を一応被覆施工が容易な薄肉管の外表面に均一に被覆
し、この被覆薄肉管を鋼管内に挿入して重ね合せ管とし
た後、この重ね合せ管を前記薄肉管の内面より拡管して
前記金間材料を鋼管の内面に密着させながら前記重ね合
せ管を高温加熱して、前記金属材料の溶融および/また
は拡散処理を行なうことにより、前記金属材料を鋼管の
内面に接合させ、冷却して被覆を完了し、その後必要に
より鋼管の内部に残留する前記薄肉管を酸洗あるいは研
摩などの化学的あるいは機械的な手段により除去する方
法である。このようにすることにより、鋼管の内面に耐
食・耐摩耗性金属材料があたかも転写、貼付された状態
となる。
次に、本発明を図について説明する。
第1図は、重ね合せ管を収容した管状電気炉の縦断面図
である。鋼管lの内径よりも若干率さい外径を有する薄
肉管−の外表面に目的とする耐食・耐摩耗性金属材料/
、2を被覆し、この被覆された薄肉管−を鋼管/の内部
に挿入して重ね合せ管とし、薄肉管コの両端をシールキ
ャップ3により密封し、空気もしくは不活性ガスのガス
ボンベ亭に連結する。重ね合せ管を管状電気炉!内に収
容し、管状電気炉Sにより加熱しながら、薄肉管λ内に
ガスボンベ亭から供給するガスによって圧力を加えて重
ね合せ管を拡管する。前記電気炉による加熱温度は鋼管
lと、薄肉管−に被覆した金属材料との拡散接合温度、
あるいは前記金属材料の溶融温度近傍とする。この拡管
と加熱とにより、鋼管lと薄肉管コとは前記金属材料/
、2を介して結合する。接合した重ね合せ管は管状電気
炉3より取出され、冷却され、加圧が解除されて被覆施
工が完了する。
第2図は、重ね合せ管を収容した帯域加熱電気炉の縦断
面図である。第1図と同様に準備した重ね合せ管を雰囲
気調整チャンバー6内に収容し、管長の一部分を、誘導
加熱用電源装置gに接続さてチャンバー6内を真空排気
装置lOによって減圧した後、不活性ガスあるいは還元
性ガスを雰囲気調整用ガスのガスボンベ/lより雰囲気
調整チャンバー6内に導入し、シールキャップJにより
密封された薄肉管コ内に空気もしくは不活性ガスをガス
ボンベ亭から圧入して薄肉管コ内を加圧し、加熱コイル
7に誘導加熱用電源装置ざより通電し、加熱コイル移動
装置?により加熱コイル7を移動させつつ重ね合せ管を
帯域加熱し、加熱コイルクの移動中のそれぞれの位置に
おける加熱部において、薄肉管コを加熱と加圧とにより
膨張せしめ、鋼管lに薄肉管コを前記金属材料12を介
して結合させる。
第11.2図の方法によって得られた内面被覆鋼管lの
内部には耐食・耐摩耗性金属材料lコの層を介して薄肉
管コが残存している。この残存薄肉管コは、必ずしも耐
食・耐摩耗性を有する管である必要はなく、かつ例えば
肉厚がO*Zm以下の鋼管であってもよいことから、内
面被覆鋼管/の使用に先立って、研摩、研削その他の機
械的手段あるいは酸洗り化学研摩その他の化学的手段の
何れかによって除去できるが、前記被覆鋼管lの用途に
より使用上不都合がなければ、残留のままで使用中に腐
食あるいは摩耗により自然消滅させ、敢えて前記手段に
より除去する必要のない場合もある。
次に、本発明を実施例について説明する。
実施例1 鋼管/は炭素鋼管(5TBA 22) (7,)肉厚3
.Qm。
外径SO,ざ隨のものを用い、薄肉管コはθ、よ部属の
普通鋼板を円筒状にまるめたものをシーム溶接して、シ
ーム部を円筒面に沿わせるように形成し、外径を39酩
とした。薄肉管コの外表面に、プラズマ溶射装置により
、被覆のための金属材料として第1表に示す成分の自溶
性ニッケル合金(A)を溶射した。溶射厚みは約o、1
IIsである。鋼管lの内面への被覆は下記の手順によ
った。すなわち、第1図に示すごとく、被覆された薄肉
管−を鋼管lの内部に挿入して重ね合せ管とし、薄肉管
−の両端にシールキャップ3をTIG溶接した後、重ね
合せ管を管状電気炉!に入れ、/lOo″Cに加熱しな
がら密封の薄肉管の内部をアルゴンガスボンペダからの
加圧気体により圧力〃気圧に保った。
1ioo℃に3分間保持の後、前記重ね合せ管を管状電
気炉!から取出し、冷却の後減圧した。以上の処理によ
り鋼管lの内面には、薄肉管−が耐食・耐摩耗性のニラ
をル合金/コを介して完全に接合されていることが軸方
向直角断面の検査によってmsされた。鋼管lの内部に
残留の薄肉管−を弗酸により化学的に研摩した後の顕微
鏡組織は第3図に示すごとくaは鋼管、bは自溶性ニッ
ケル被覆であり、耐食・耐摩耗性金属被覆として毫ま充
分な被覆が形成されていることが認められる。
実施例2 鋼管lは炭素鋼管(5TBA 、2.1 )の肉厚g、
Q vmν外径!0.teaのものを用い、薄肉管コは
肉厚0.kII11?外径3り關の/1%Orステンレ
ス鋼の’1’IG溶接管とした。薄肉管−の外表面に第
1表に示した成分の自溶性コバルト合金(B)を溶射し
た。溶射厚みは約Q、7m、である。鋼管lの内面への
被覆は下記の手順によった。すなわち、第一図に示すご
して重ね合せ管とし、薄肉管−の両端にシールキャップ
3をTIG溶接した後、重ね合せ管を雰囲気111t%
チャンバー6内にセットし、該チャンバー6内を真空排
気装置loにより排気後、雰囲気調整用ガスのガスボン
ベ//よりアルゴンガスを導入した。
薄肉管コ加圧用ガスのガスボンペダよりのアルゴンガス
により薄肉管コ内を70気圧に加圧しながら、帯域加熱
フィル7を301LwL/ minの速度で管全長にわ
たって移動させつつ、管の被加熱部が//に0℃になる
ように加熱し、管全長にわたっての処理が終って、前記
重ね合せ管を雰囲気調整チャンバー6より取出した。以
上の処理により鋼管/の内面には、薄肉管コが耐食・耐
摩耗性のコバルト合金/コを介して完全に貼付されてい
ることが軸方向直角断面の検査によって確認された。前
記重ね合せ管の横断面切り口の顕微鏡組織は第り図に示
すごとく、aは鋼管、dは薄肉管、Cは自溶性コバルト
被覆であり、耐食・耐摩耗性金属被覆としては充分な被
覆が形成されていることが紹められる。
以上のごとく、本発明の、鋼管の内面に耐食・耐摩耗性
金属材料を被覆する方法によると、従来の表面処理技術
によっては実施困難または不可能であった鋼管の内面、
特に長尺鋼管の内面および小径鋼管の内面に、実用に適
する厚さの耐食・耐摩耗性金属材料の被覆を施すことが
可能となり、油井管や、フp−ジ日ンやエロージョンが
起り易い用途の管その他の用途の管を得ることが容易と
なり、産業技術上のメリッFは大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1に適用した重ね合せ管を収容
した管状電気炉の縦断面図、第2図は実施例2に適用し
た重ね合せ管を収容した帯域加熱電気炉の縦断面図、第
3図は実施例1の被覆部の顕微鏡組織写真図、第9図は
実施例2の被覆部の顕微鏡組織写真図である。 l・・・鋼管、コ・・・薄肉管、3・・・シールキャッ
プ、ダ・・・薄肉管加圧用ガスのガスボンベ、3・・・
管状電気炉、6・・・雰囲気調整チャンバー、り・・・
加熱コイル、t・・・誘導加熱用電源装置、t・・・加
熱フィル移動装置、/θ・・・真空排気装置、/ハ・・
雰囲気調整用ガスのガスボンベ、lコ・・・耐食・耐摩
耗性金属材料。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  $4管の内面に耐食性および/または耐摩耗性
    を有する金属材料を被覆する方法において、前記鋼管の
    内径よりも若干小さい外径を有する薄肉管を用意し、該
    薄肉管の外表面に目的とする前記金属材料を被覆し、こ
    の被覆された薄肉管を前記鋼管の内部に挿入して拡管と
    高温加熱を行ない、薄肉管の外表面に被覆された前記金
    属材料を前記鋼管の内面に溶解および/または拡散によ
    り接合させ、必要により前記鋼管の内面に接合された薄
    肉管を機械的手段、化学釣手・段の何れか少なくとも1
    つの手段によって除去することを特徴とする鋼管の内面
    に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆する方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記金
    属材料を被覆した薄肉管を前記鋼管の内部に挿入して重
    ね合せ管とした後、前記薄肉管の内面を気体により加圧
    しつつ、前記重ね合せ管を高温加熱し、次いで冷却する
    ことを特徴とする鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料
    を被覆する方法。 3、特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載の方法に
    おいて、前記重ね合せ管を帯域加熱し、該帯域加熱を重
    ね合せ管の全長にわたって連続して順次実施することを
    特徴とする鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆
    する方法。 4、特許請求の範囲第1〜3項の何れかに記載の方法に
    おいて、前記鋼管の内面に接合された薄肉管か除去する
    機械的手段は研摩を研削その他のなかから選ばれる何れ
    か少なくとも1つの手段であり、また前記鋼管の内面に
    接合された薄肉管を除去する化学的手段は醗洗。 化学研摩その他のなかから選ばれる少なくとも1つの手
    段である鋼管の内面に耐食・耐摩純性金属材料を被覆す
    る方法。
JP11407782A 1982-07-02 1982-07-02 鋼管の内面に耐食・耐摩耗性金属材料を被覆する方法 Pending JPS594985A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6272423A (ja) * 1985-09-26 1987-04-03 Nippon Kokan Kk <Nkk> 金属二重管製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6272423A (ja) * 1985-09-26 1987-04-03 Nippon Kokan Kk <Nkk> 金属二重管製造方法

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