JPS6021188A - 外部プレハブ式容器内面クラツド方法 - Google Patents

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】 本発明は石油、天然ガス等の掘削に使用される機器のう
ち、弁、ウェルヘッド部品等、一般的には器体内に交叉
孔路を有１る金属物品の内面を耐蝕性高台金月料でクラ
ッドづる方法に関する。

この種物品の１例の弁は高圧密月刊あるいはメンテナン
ス性からグー１〜タイプが汎用される。

この種の弁の耐久麿を高める研究は種々なされており、
鉱物質固体粒子を含む流体の高流速接触によって起る摩
耗の対策、１例として最低一６０℃の環境温度と、１例
として最高１５０℃の内部流体温度との温度差に因る弁
体、弁棒、パツキン等の熱歪から生ずる流体の洩れの対
策、最高２１００ｋｇ、−’　ｃｍ２の？ｆｓ　Ｂ二流
体を；ｐ断ηるためのパラ１ン方法、消耗部材の取替を
容易にするため□！ のメンデノーンス対策等多方面にわたるが、流体の性状
にヌトー−る１出蝕の対策は基本的に重要な解決課題と
なる。

カス月、油Ｊ１から出る流体はト１２８．ＣＯ２、ｊ２
ａ化物等を含み酸１／ｌで非常に腐蝕性が強い。高温高
１１〜のこの種流体に接触づる弁部材の耐蝕対策として
は、その主体の弁箱の材質は耐圧強度、＃ｊｔ　’４性
、加工性のよい耐熱鋼であるＯｒ　−ＭＯ−Ｎｉ鋼が一
般的に選ばれる。この鋼種は耐触用としても考えられる
ものであり、硝酸のような強酸化性酸には充分耐蝕性が
あるが、硫酸のような非酸化性酸には充分でない。その
対策とり、て弁箱のｇ触性流体接触部に超合金鋼、例え
ばインコ１ネル（Ｉ　ｎｃｏｎｅｌ）　、ハステロ−ｉ
’　（１−１ａｓｔｅｌｌＯＶ）　、ワスパロイ（Ｗａ
ｓｐｅｒｌｌｏｙ　）　、ニモニック（Ｎ　ｉｍｏｎｉ
ｃ）　、セタロイ（丁ｔ＋ｅｔａ　ｌ　ｌｏｙ　）、ユ
ディメット（Ｕ　ｄｉｍｅＬ　）等の高級材料をｆＭ層
することにより、耐蝕＋ｊ１の向上をＨすると同時に耐
摩耗性、耐熱衝撃性をＩｎｎえた弁として延命効果を高
めることが必要である。弁箱仝休をこの種高合金月利の
一体物どしＣ製１′１りることは、コストが高く被削性
が悪いため見込がない。

鋼製の弾痕部材の表面の耐捏耗個あるいは耐蝕性を向上
させるための方法としては、溶接肉盛、溶射、浸炭、窒
化、メツ４：、爆着、ブッシング圧入等があるが、一長
一短である。また圧延等の強圧手段によるクラッド−ｔ
、、　Ｊ：　＜行われるが、弁箱内面のクラッドに適し
ない。これに代り、最近、金属粉末を弁箱内の器体と隙
間を隔てた内張構造体との間に充填して内部を真空とし
、ヒータを設置した圧力容器内に入れ超高圧増幅器でガ
スを送封することにより、加温状態下にＪ３いて更に超
高Ｅどして金属わ）末成形体どするＨＩＰと呼ばれるク
ラッド法（特公昭５Ｇ＝１５（３７０４など）が知られ
ている。これは内張＋ｆａ　造林が必要であるばかりで
なく　ＨＩ　Ｐ施工後に内張構造体の削除が必要となり
、工数、二［費がかさむ等の点で解−決すべき多（の問
題点を残している。

本発明は４！　５１ζ技術の上記クラッド法においては
粉末金属とその均一充填の必要ならびに内張＋７４　造
（ホの必要とでの１−１１　Ｐ法施工後の削除の必要等
をなくすることをｍｌ決課題としてなされたちのＣ′あ
っＣ、クラッドリ′べき高合金材料の薄板を主体として
器体内の交叉する孔路の形状に子れぞれ含゛ｌｋ孔路部
材を両孔光部材の交叉をｉ′ｉＪ　（ｊｆｉとづるｉｆ
’？　？ｊ体として外部プレハブにＪ：り製作し、これ
ら孔路部材を（＝ｌ属部材ととｂに器体内に隼めで組立
Ｃ１孔路端での部材間溶封によりシールし部材間の密省
性を向上ざぽるため部材間を真空化し１．、：後、高温
高圧のト＋　ｒ　ｐ処理を施し、几）′８の交叉部にあ
る両孔光部材の重複部を削除しＣ製品とするものである
。

すなわら本発明の外部プレハブ式容器内面クラッド方法
は、特に内部に交叉孔路を有する高強度金属４Ａ　３Ｅ
＋の容器の内面を耐蝕性高合金材料によりライニングす
るために有効であり、高合金４Ａ第３１の薄板を製品容
器のイれぞれの孔路形状に合わｌて成形しあるいは溶接
１１゛１冒１′、ｉ体としてでれぞれの孔路部材を製作
（）その−ｈの孔路部手本−は他方の孔路部材を孔路交
叉部において通過させる通路を右するものどじ、これら
の孔路部材およびそれに嵌合せる高合金＋Ａ利の隅角部
部イΔおよび端部部材の外形寸度に適合づ”るよう孔路
内＝Ｊ瓜をくり拡げた器体を製作し、器体内にＪＪいて
孔路部材、隅角部部材、端部部ｊＡを相Ｎ′Ｉて、組立
後に器体、孔路部材、隅角部ｕｌＳ月、端８１５部材間
の接触面間を孔路端面においで溶接にまり封止して半成
体どし、これら部材間をこの半成体を高温加熱すると同
時に孔路部材に高圧をｆ’ｌＥ用さゼて一体化し、孔路
の交叉部にｄ５けるこれら部材の部分を削除しＣ完成品
容器とすることを特徴とするものである。

以下本発明を添付図を参照し実施例により具体的かつ詳
細に説明１°る。

第１図は本発明方法を適用する容器の１例として低圧力
レンジ用ゲート弁を示し、イの器体１すなわち弁箱は高
強度金属月利により一体に製１′１され、器体内は流ｆ
ホの通る孔路２とこれと交叉して７？Ｉｉ１りる弁体３
を収容する孔路４とが交叉孔路を形成している。この弁
箱はステム５か片側に出るため孔路４はポット状となる
。第２図１．１他例としＣ高１１カレンジ用ゲート弁を
示し、ステム５．５′が両側に出るため孔路４はパイプ
状になっている。

第３図は容器内面の孔路のクラッドのため耐蝕１１畠会
金祠オ′３１の薄板ににり予め弁型体外でプレハブによ
り製作した部材の展開斜視図を示し、第１図の低圧力弁
に対応Ｊるものである。

第１の孔路部４’Ａ’　６は弁室となる方の孔路４の形
状に合μてボッミル状に高合金耐蝕性材料の溶接構造体
として製作される。第１孔路部材６には中程のｉＱざに
管を溶接結合して外側に通ずる管状の通路７を設置−Ｊ
る。管状通路７は部材の器体内組立状態において後述の
第２の孔路部材８を通過さぜる１度とされ組立状態で孔
路交叉部の位買を占める、。

第２の孔路部材８は流体通路となる方の孔路２の形状に
合わせて管状にｊ：どして８合金イΔ利で形成される。

第２孔路部月８は組立状態で通路７内に位置覆る部分８
１）を安価な鋼製とし両側の高合金管部分８ａと継足溶
接した溶接構造体とすることができる。

その他の高合金の部材として、孔路部材８に外嵌される
寸法の環状の隅角部部材９．９、端部部材１Ｑ、１０、
孔路部材６に外嵌される寸法の端部部材１１を用意Ｊる
。

弁の外部においで上記部材を予め形成したのち、これら
を器内で組立てる。第４図は組立状態を示ず。隅角部部
材９の収容後、第１孔路部ｕ６を挿入し、その通路７を
通しく第２孔路部材８を挿入し、端部部材１０．１１を
それぞれ孔路部材に外嵌めする。本発明は孔路部材６．
８の内面寸法が完成品孔路内面寸法となるようせられて
いるので、予め器体′１はこれら部材を収容しうる寸度
に器体内面を（り拡げてつ・（られることは勿論である
。

組立俊に、器体１、孔路部材６．８、通ｙ８７、端部部
材１０．１１、隅角部部材９間の接触面を真空化づるた
めに、孔路端面において、第４図中△印Ｃ指摘した個所
、すなわら、端部部材１１と身１１孔路部月６Ｊ３よび
器体１どの接触周縁ならびに端部部材１０と第２孔路部
月８　Ｊ５よび器体１どの接Ｐｉｅ：周打、を溶接によ
り封止する。その後上記すへＣの接ｍｊ面ＩＩ　ｓ＋か
らＪＩｊ２気パイプ１Ｇを１０また１１に設けて残留空
気を吸引し、真空状態とした後前記吸気バ、イブ１６を
切除する。

以上のようにして賀に半成体は、１例として／’　）Ｌ
ｔ　−Ｊ　＞　ｊＪ　ステ１０００〜２０００ｋｇ／　
Ｃｌｌ１２　（７）高圧を加え、１０（１０℃前後の高
温状態下で器体母材と高合金部材間、高合金部材相互間
、通路７管部分８ｂ間を一体的に結合さぜる。１２は孔
路部材６．８に高Ｌ１：を作用さける超高圧ガス封入用
増圧器を示す。このＪ：うにして金属の融点下の活性化
状態において接触面を７＜５圧により密接させることに
より拡ｔ＆接合が行なわれ、強固に結合した一体物品と
なる。

その後、孔路交叉部にある通路７、管部分８ｂからなる
部分を削除して連通する孔路を形成し、その仙隅角部、
管端部に必要な加工を加えて内面が高合金耐蝕材でクラ
ッドされた完成品容器を得る。第５図は以上本発明によ
り得た製品容器を示す。

第６図は、第２図のへ圧ノルンジ用弁に対応する結合完
了半成弁体を示す。器体の底部に高合金プラグ１３．１
４ａ　、　１４ｂ　、　１４ｃ　ヲ４Ｊｆ用し、プラグ
外端面の溶接による接触面の真空封止および高圧１４温
結合作用を受【）さける他は、第３−・５図に示す実施
例と同様にして施工される。

第７６３　Ｊ：び８図は、第３〜５〆１ｃ１３よび第６
区ｊにより示す実施例と弁構成およびプレハブ部材構成
が若干異る実施例を示す。この実施例では流体流路とな
る方の第２孔路部月は両側に分けられそれぞれ半開管状
の分割第２孔路部材８△、８Ｂからなる。従って弁室と
なる方の第１孔路部材６は交叉のため通路７を設【プる
必要なく両部材８Ａ、８Ｂの中間に自由に挿入できる。

分割第２孔路部材８Ａ、８Ｂはそれぞれ隅角部ｔ１１５
材をＭ［！ねる高合金の盤状の継足部材１５Ａ、１５Ｂ
を介して第１孔路部分と接触Ｊる。部材接触面の真空止
材１１、に；１圧高温接合一体化ののち、削除により両
分割孔路部材は相互に、また第１孔路部側と連通りる。

他の均等な部分は図中同−旬号により指摘し説明の重複
を省略する。

以上のように本発明によると外部でのプレパノ部材の形
成が容易で適切正確に加工でき、孔路形状が孔路部材の
Ｊｉｌ’ｉ人可能な限り適用可能で弁内組立に余分の手
数がかからず、また一体化結合後のイ１１加」−に際し
−（削除する通路７おにび第２孔路部拐の部分８ａを酋
通鋼とし高価な高合金材わ１の使用量を必鼓最小限に留
めて安価とづることができ、またシール８１Ｓの形成に
必要な隅角部、端部はそれに応じに部材を使用して同時
に一体化することができ、また耐蝕クラッド層の均！ｑ
性を高めることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法を適用する容器の１例の低圧力レン
ジ用ゲート弁の縦断側面図、第２し１は同じく他側の高
圧力レンジ用ゲート弁の縦断側面図、第３図は本発明に
使用ηる部材の展開斜視図、第４図はその組立状態の縦
断側面図、第５図はその完成品容器の縦ｗ１側面図、第
６は１は異る実施例の部拐相立状態のＩα断側面図、第
７図はさらに貸る実施例の部（Δ組立状態の縦１〕１側
面図、第８図はその横断平面図である。 １・・・器体、２・・・孔路、３・・・弁体、４・・・
孔路、５．５′・・・ステム、６・・・第１孔路部材、
７・・・通路、８・・・第２孔路部祠、　８ａ、８１）
・・・部分、８Ａ、８Ｂ・・・分離第２孔路部拐、９・
・・隅角部部材、１０．１１川端部部オΔ、１２・・・
ｉｒＵ高圧ガス月入用増圧器、１３，１４ａ　、１／Ｉ
ｌｌ　、１４ｃ・・・プラグ、１５Ａ、１５Ｂ・・・絹
：犀部材、１６・・・脱気パイプ。 糺１１２ｉ 募２１２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に交叉孔路を有する高強度金属拐料の器体の内面を
   耐蝕性高合金利料によりクラッドするため、 高合金材わ１の薄板を生成品容器のそれぞれの孔路の形
   状に合］つけ゛て成形しあるいは溶接構造体としＣそれ
   ぞれの孔路部材を製作しその１方の孔路部材は他方の孔
   路部材を孔路交叉部において通過させる通路を有する一
   ｂのとし、これらの孔路部材およびそれに■合せる高台
   金祠料の隅角部部材ｉ１Ｊ　Ｊ：び端部部材の外形寸度
   に適合づるよう孔路内＝Ｊ　ＩＩＪｌＦをくり拡げた器
   体を製作し、 器体内において孔路部材、隅角部部材、端部部材を組立
   て、 組立後に孔路端面において器体、孔路部材、隅角部部材
   、端部部材間を溶接により封止してこれら部材の接触面
   内を真空化して半成体とし、この半成体を高温加熱する
   ど同時に孔路部材に高圧を作用させ−（孔路部材と器体
   とを接合し、孔路の交叉部におけるこれら部材を削除し
   加工し完成品容器とＪることを特徴どづる外部プレハブ
   式容器内面クラッド方法。