JPS60135526A - 二重管溶接部の熱処理方法 - Google Patents
二重管溶接部の熱処理方法Info
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- JPS60135526A JPS60135526A JP24336983A JP24336983A JPS60135526A JP S60135526 A JPS60135526 A JP S60135526A JP 24336983 A JP24336983 A JP 24336983A JP 24336983 A JP24336983 A JP 24336983A JP S60135526 A JPS60135526 A JP S60135526A
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- Japan
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- tube
- outer tube
- stress
- heat treatment
- pipe
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は管の熱処理方法に係わり、特に、二重管の浴接
部近傍の外面における残留応力改善に用いて好適な熱処
理方法に関するものである。
部近傍の外面における残留応力改善に用いて好適な熱処
理方法に関するものである。
「従来技術」
原子カプラント、火力プラント、化学プラント等に用い
られる配管の中には、例えば第１図に示すように二重管
構造、すなわち内管１の外面をノズル等の外管２で覆い
、核外Ｗ２の端部を内・ｇｌの外面に溶接した構造のも
のがある。このような二重管構造の場合、筒内外管１・
２を溶接するときの入熱により、溶接部３の近傍の筒内
外管１・２の外面に残留引張り応力が発生する。
られる配管の中には、例えば第１図に示すように二重管
構造、すなわち内管１の外面をノズル等の外管２で覆い
、核外Ｗ２の端部を内・ｇｌの外面に溶接した構造のも
のがある。このような二重管構造の場合、筒内外管１・
２を溶接するときの入熱により、溶接部３の近傍の筒内
外管１・２の外面に残留引張り応力が発生する。
ところで、鉄鋼材料においては、引張り応力と腐食因子
とが共存する場合、引張り方向と直交する方向に応力腐
食割れが急速に進行することが知られている。
とが共存する場合、引張り方向と直交する方向に応力腐
食割れが急速に進行することが知られている。
したがって、第１図に示すような引張り応力が残存する
二重管である場合、その外部に腐食因子が存在する条件
が加わると、引張り応力と腐食因子との共存状態か形成
されて、応力腐食割れ４が発生する原因となる。
二重管である場合、その外部に腐食因子が存在する条件
が加わると、引張り応力と腐食因子との共存状態か形成
されて、応力腐食割れ４が発生する原因となる。
このような問題点を解決する手段として、雪の腐食因子
が存在する面に、積極的に残留圧縮応力を生じさせるこ
とが考えられる。例えば管の外部に腐食因子が存在する
場合には、・ｄの外面を冷却水（ロ）によって冷却する
とともに、線管をその内側から誘導加熱コイル５によっ
て加熱し、管の内外面間に温度差を与えたのちをと冷却
することによって、管の外面に残留圧縮応力を発生させ
る方法の適用である。
が存在する面に、積極的に残留圧縮応力を生じさせるこ
とが考えられる。例えば管の外部に腐食因子が存在する
場合には、・ｄの外面を冷却水（ロ）によって冷却する
とともに、線管をその内側から誘導加熱コイル５によっ
て加熱し、管の内外面間に温度差を与えたのちをと冷却
することによって、管の外面に残留圧縮応力を発生させ
る方法の適用である。
しかしながら、該方法であると、第１図に示すような二
重管に適用した場合、第２図に示すように、内管１につ
いては温度差ｄＴ（Ｔ１−Ｔ、）を十分に与えることが
できるが、外管２に与えることのできる温度差ｄ Ｔ”
（’Ｉ’ｓ ”４ ）が不十分になりやすい。したがっ
て、二重管の外向の俗接部近傍に残留圧縮応力を生じさ
せることが困難である等の改善すべき問題点を有してい
る。
重管に適用した場合、第２図に示すように、内管１につ
いては温度差ｄＴ（Ｔ１−Ｔ、）を十分に与えることが
できるが、外管２に与えることのできる温度差ｄ Ｔ”
（’Ｉ’ｓ ”４ ）が不十分になりやすい。したがっ
て、二重管の外向の俗接部近傍に残留圧縮応力を生じさ
せることが困難である等の改善すべき問題点を有してい
る。
「発明の目的」
本発明は前述した従来技術の諸事情を考慮して提案され
たもので、二重管の溶接部近傍の外面に応力腐食割れが
発生することを防止することのできる二重管溶接部の熱
処理方法を提供することを目的とする。
たもので、二重管の溶接部近傍の外面に応力腐食割れが
発生することを防止することのできる二重管溶接部の熱
処理方法を提供することを目的とする。
「発明の構成」
本つ４明は、内管の外面と該内管を覆う外管の端部との
浴接部およびその近傍を加熱するとともに、外管の外面
および内管の外管から突出する部分の外面と、内管の外
管が重畳する部分の内面とをそれぞれ冷却し、前記内管
の溶接部近傍に外管に生じるモーメントと逆方向のモー
メントを生じさせたのちに、両内外管を冷却することに
より、外管の外面の残留引張り応力を味去することを特
徴とする。
浴接部およびその近傍を加熱するとともに、外管の外面
および内管の外管から突出する部分の外面と、内管の外
管が重畳する部分の内面とをそれぞれ冷却し、前記内管
の溶接部近傍に外管に生じるモーメントと逆方向のモー
メントを生じさせたのちに、両内外管を冷却することに
より、外管の外面の残留引張り応力を味去することを特
徴とする。
「実施例」
以下、本発明を原子カプラントや火カプラント寺に多く
使用されているオーステナイト系ステンレス鋼管に適用
した一実施例について、第３図〜第５図に基づき説明す
る。
使用されているオーステナイト系ステンレス鋼管に適用
した一実施例について、第３図〜第５図に基づき説明す
る。
本実施例は、二重・Ｍが例えば原子炉圧力容器壁を貫通
している内管１と、該内管１を覆うノズル等の外４ｆｆ
２とからなる構造で、内管１の外面と外管２の端部との
溶接部３近傍における両内外管１・２の外面の残留応力
改善を実施せんとするものである。
している内管１と、該内管１を覆うノズル等の外４ｆｆ
２とからなる構造で、内管１の外面と外管２の端部との
溶接部３近傍における両内外管１・２の外面の残留応力
改善を実施せんとするものである。
すなわち、第３図に示すように、内１＃１内に誘導加熱
コイル５を押入して、前記溶接部３近傍の両内外管１・
２の管壁を加熱するとともに、外管２の外面および内ｆ
ｌの外管２から突出する部分の外面と、内管１の外管２
が重畳する部分の内面とに、第３図の矢印（イ）（０）
で示すようｔこ冷却材（冷却水）を吹き付けてそれぞれ
の面を冷却する。該加熱と冷却とを同時に実施すること
によって、前記内管１の外管２から突出する部分の管壁
Ｉこは第３図にＴＩ ・１゛６で示す温度差を、内管１
の外管２が重畳する部分の管壁には同図にＴ、・Ｔ、で
示す温度差を、さらに、外管２の管壁にはＴ、・Ｔ１゜
で示ず温度差をそれぞれ生じさせる。これらの温度は、
それぞれＴ、＞’１’、 、Ｔ、＞’ｒ、、Ｔ、＞Ｔ、
。でかつＴｌｌ＞Ｔ、＞Ｔ、であり、また、Ｔ、とＴ、
との温度差は、内管１の内外面間に降伏点以上の相異な
る方向の熱応力を生じさせるのに十分な温度差であって
、−実施例ではオーステナイト系ステンレス鋼であるか
ら２００℃以上に設定する。
コイル５を押入して、前記溶接部３近傍の両内外管１・
２の管壁を加熱するとともに、外管２の外面および内ｆ
ｌの外管２から突出する部分の外面と、内管１の外管２
が重畳する部分の内面とに、第３図の矢印（イ）（０）
で示すようｔこ冷却材（冷却水）を吹き付けてそれぞれ
の面を冷却する。該加熱と冷却とを同時に実施すること
によって、前記内管１の外管２から突出する部分の管壁
Ｉこは第３図にＴＩ ・１゛６で示す温度差を、内管１
の外管２が重畳する部分の管壁には同図にＴ、・Ｔ、で
示す温度差を、さらに、外管２の管壁にはＴ、・Ｔ１゜
で示ず温度差をそれぞれ生じさせる。これらの温度は、
それぞれＴ、＞’１’、 、Ｔ、＞’ｒ、、Ｔ、＞Ｔ、
。でかつＴｌｌ＞Ｔ、＞Ｔ、であり、また、Ｔ、とＴ、
との温度差は、内管１の内外面間に降伏点以上の相異な
る方向の熱応力を生じさせるのに十分な温度差であって
、−実施例ではオーステナイト系ステンレス鋼であるか
ら２００℃以上に設定する。
該温度差を生じさせることにより、前記外管２から突出
した内管１の管壁に、第４図に示すような熱応力分布を
生じさせることができる。すなわち、外面側において引
張り応力＋σ１、および内面側において圧縮応力−σ１
を生じさせる。また、内管１の外管２が重畳する部分に
は第４図に示すように、外面側において圧縮応力−σ３
、内面側において引張り応力＋σ、となる熱応力分布を
生じさせる。この結果、内管１に溶接部３を挟んで逆方
向の熱応力分布を生じさせ、これに伴って、内管１の溶
接部近傍に、第４図に示すように曲げモーメントＭ１を
生じさせる。
した内管１の管壁に、第４図に示すような熱応力分布を
生じさせることができる。すなわち、外面側において引
張り応力＋σ１、および内面側において圧縮応力−σ１
を生じさせる。また、内管１の外管２が重畳する部分に
は第４図に示すように、外面側において圧縮応力−σ３
、内面側において引張り応力＋σ、となる熱応力分布を
生じさせる。この結果、内管１に溶接部３を挟んで逆方
向の熱応力分布を生じさせ、これに伴って、内管１の溶
接部近傍に、第４図に示すように曲げモーメントＭ１を
生じさせる。
一方、前記外８７２には、ＴｏとＴ、。との温度差に基
づき外面側を引張り応力とし内面側を圧縮応力とした熱
応力を生じさせるとともに、第４図に示すように、前述
した曲げモーメントＭ、によつて誘起される曲げモーメ
ントＭ、によって外管２の自由変形がより完全に拘束さ
れ核外′ｗ２の外面側に生じる引張り応力十σ３および
内面側に生じる圧縮応力−σ、を外管２に塑性変形を十
分に発生させることのできる大きさとすることができる
。
づき外面側を引張り応力とし内面側を圧縮応力とした熱
応力を生じさせるとともに、第４図に示すように、前述
した曲げモーメントＭ、によつて誘起される曲げモーメ
ントＭ、によって外管２の自由変形がより完全に拘束さ
れ核外′ｗ２の外面側に生じる引張り応力十σ３および
内面側に生じる圧縮応力−σ、を外管２に塑性変形を十
分に発生させることのできる大きさとすることができる
。
次いで、前記両内外管１・２の加熱を停止するとともに
両者を冷却すると、内管１の外管２から突出した部分の
外面および外管２の外面に、第５図に示すように残留圧
縮応力−σ４・−σ蓼を生じさせることができる。
両者を冷却すると、内管１の外管２から突出した部分の
外面および外管２の外面に、第５図に示すように残留圧
縮応力−σ４・−σ蓼を生じさせることができる。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明に係わる二重管溶接部の熱
処理方法によれば、内管の溶接部近傍に、外管に生じる
モーメントと逆方向のモーメントを生じさせて外管の熱
変形を拘束することｌこより、外管の外面に塑性変形を
生じさせる大きな熱応力を発生させることができる。し
たがって、外管ζこ与え得る温度差が不十分であっても
、外管の外面に残存する溶接時の引張り応力を確実に除
去ないしは残留圧縮応力へ変化させることができ、外管
の応力改善を有効に実施することができる。また、内管
の外管から突出した部分に対しては、内管に塑性変形を
生じさせるのに十分な温度差を与えて、該内管の外面に
残留圧縮応力を確実に生じさせることができ、前記効果
と相俟って二重管溶接部の外面に上滑応力腐食割れが発
生ずることを防止することができる等憂れた効果を奏す
る。
処理方法によれば、内管の溶接部近傍に、外管に生じる
モーメントと逆方向のモーメントを生じさせて外管の熱
変形を拘束することｌこより、外管の外面に塑性変形を
生じさせる大きな熱応力を発生させることができる。し
たがって、外管ζこ与え得る温度差が不十分であっても
、外管の外面に残存する溶接時の引張り応力を確実に除
去ないしは残留圧縮応力へ変化させることができ、外管
の応力改善を有効に実施することができる。また、内管
の外管から突出した部分に対しては、内管に塑性変形を
生じさせるのに十分な温度差を与えて、該内管の外面に
残留圧縮応力を確実に生じさせることができ、前記効果
と相俟って二重管溶接部の外面に上滑応力腐食割れが発
生ずることを防止することができる等憂れた効果を奏す
る。
図面中、第１図は原子カプラントあるいは火力プラント
等ζこ用いられている二重管の一構造例を示す一部を断
面した側面図、第２図は管の熱処理方法の一例を説明す
るための概略図、第３図〜第５図は本発明の一実施例を
示すもので、第３図は加熱および冷却の操作を示す概略
図、Ｍ４図は加熱および冷却時における内管および外管
に生じる内部応カヤモーメントを示す図、第５図は冷却
後における内管および外管の残留応力を示す図である。 １・・・・・・内管、２・・・・・・外管、３・・・・
・・溶接部、５・・・・・・誘導加熱コイル。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図 第４図
等ζこ用いられている二重管の一構造例を示す一部を断
面した側面図、第２図は管の熱処理方法の一例を説明す
るための概略図、第３図〜第５図は本発明の一実施例を
示すもので、第３図は加熱および冷却の操作を示す概略
図、Ｍ４図は加熱および冷却時における内管および外管
に生じる内部応カヤモーメントを示す図、第５図は冷却
後における内管および外管の残留応力を示す図である。 １・・・・・・内管、２・・・・・・外管、３・・・・
・・溶接部、５・・・・・・誘導加熱コイル。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図 第４図
Claims (1)
- 内管の外面と核内管を覆って設けられる外管の端部との
溶接部の熱処理方法であって、前記筒内外管の溶接部近
傍を変態温度よりも低い温度に加熱するとともに、前記
内管の外管から突出する部分の外面と、外管が重畳する
部分の内面と、外管の外面とをそれぞれ冷却し、前記内
管の溶接部近傍に、外管に生じるモーメントと逆方向の
モーメントを生じさせることにより、外管の外面側に引
張りによる塑性変形を生じさせ、次いで前記筒内外管を
冷却することにより、外管の外面の残留引張り応力を除
去することを特徴とする二重管溶接部の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24336983A JPS60135526A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 二重管溶接部の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24336983A JPS60135526A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 二重管溶接部の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135526A true JPS60135526A (ja) | 1985-07-18 |
Family
ID=17102815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24336983A Pending JPS60135526A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 二重管溶接部の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135526A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820359A (en) * | 1987-03-12 | 1989-04-11 | Westinghouse Electric Corp. | Process for thermally stress-relieving a tube |
| US5329099A (en) * | 1990-05-24 | 1994-07-12 | Hitachi, Ltd. | Method of maintaining housing of reactor pressure vessel and heat treatment equipment therefor |
| EP2492362A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | General Electric Company | Method of introducing compressive stress in a welded joint |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24336983A patent/JPS60135526A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820359A (en) * | 1987-03-12 | 1989-04-11 | Westinghouse Electric Corp. | Process for thermally stress-relieving a tube |
| US5329099A (en) * | 1990-05-24 | 1994-07-12 | Hitachi, Ltd. | Method of maintaining housing of reactor pressure vessel and heat treatment equipment therefor |
| EP2492362A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | General Electric Company | Method of introducing compressive stress in a welded joint |
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