JPS6023933B2 - 二重管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分類・分野） 開示技術は油井管等の耐蝕、耐ェロージョンの二重管製
造の技術分野に属する。

〈要旨の解説） 而して、この発明は所定外管内に対応する内管を予め相
対内挿隊袋するようにし、しかる後、該内管を液圧等に
より舷管し、降伏点を越えて内外管を緊密一体に増淫し
た後拡管圧力を解放し、鼓合度を得て自緊耐蝕性の二重
管を得るようにした製造方法に関する発明であり、特に
、該内管に加工誘起マルテンサィト（次に定義のＭｄ点
以下において加工の助けを借りてオーステナィト相から
生じたマルテンサィト相）を生ずる材質のものを選定し
て外管内に鉄装し、その状態でＭｄ点（鋼材の冷却時に
、オーステナイトからマルテンサイト変態を生じせしめ
る時、加工歪を与えて上昇させ得る最も高い変態開始温
度、）（（加工歪を与えることによりＭｓ点（マルテン
サィト変態を生ずる材料において、加工歪を与えずに冷
却による操作のみでオーステナィトからマルテンサィト
変態の開始する温度）以上Ｍｄ点以下の温度でマルナン
サィト変態をさせることが可能））温度以上の温度で液
圧鉱管等により降伏させて内管軽増大を介し外管も増大
させて舷管加工し、その間マルテンサィト変態を起こさ
ないようにし、所定径にて拡管応力を解放して縮管し、
そこで内管をしてその材料のマルテンサィト変態点開始
温度以下の温度で冷却して該内管にマルテンサィト変態
を生じさせて膨脹させ、その内外管蓬差により高い鞍合
度を得て目累二重管を得る如くした二重管製造方法に係
る発明である。

く従来技術） 周知の如く油井管、油送管等の腐蝕性流体輸送用配管等
に於ては耐圧、耐熱性を具備させると共に耐蝕性を具備
させる必要があり、これに対処するに二重管が用いられ
ている。

而して、該種二重管の製造においてこれまで用いられて
きているクラッド鋼管の内管はオーステナィト組織のス
テンレス製のものが多く、したがって軟かいためにクラ
ツド‘こよる繁結力も充分でない難点があるうえに製造
時に圧縮力を印加しても圧縮残留応力が形成されない欠
点があり、よって稼動中に発生する所謂応力腐蝕割れが
防止出釆ないという不利点があった。

これに対して、出願人の多くの先願発明において熱舷管
法、液圧拡管法等を改良して目繁二重管を製造するに際
し、高い鉄合度を得るようにした技術も案出開示してい
るが、外管加熱装置等が大がかりでコスト高につながる
デメリットがあり、充分な圧縮残留応力を均一に形成さ
せるのは設計的に困難である面もあった。

く発明の目的〉 この発明の目的は上述在来技術に基づく耐蝕二重管の製
造の問題点を解決すべき技術的課題とし、管素材のマル
テンサィト変態を利用して内外管の接合代を大きく得る
ようにし何ら加熱利用せず強固に二重管を製造するよう
にして各種産業における配管利用分野に益する優れたこ
重管の製造方法を提供せんとするものである。

く発明の構成〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述問題点を解決するために例えば、オース
テナィト系ステンレス鋼をその材料のマルテンサィト変
態点開始温度以下の温度に冷却保持して所謂サブゼロ処
理（オーステナィト相がマルテンサィト相に変態する時
、変態しされない残留オーステナィト相が残るが、この
相のマルテンサィト変態を促進させるべく一般に室温以
下に材料を保持する操作をサプゼロ処理という。

）等をすることによりマルテンサィト変態工程で膨脹す
ることを利用し、加工誘起マルテンサィトを生ずる材質
の内管を外管内に相対挿入鼓合してＭｄ点以上の温度に
て内管を液圧拡管等により拡管し、外管をも随伴拡管し
、降伏点を越えて鰻性変形させ、増径加工し、マルテン
サィト変態を抑え、而して、所定増径にて舷解力を除去
し縮摩し、マルテンサィト変態開始温度以下の温度に冷
却してマルテンサィト変態をさせ、そのマルテンサィト
変態に伴う膨脹により強度が上り、鉄合度が高められ、
圧縮残留応力が形成され、耐蝕性も保持され、応力腐蝕
割れが防止出来るようにした技術的手段を講じたもので
ある。〈実施例〉次にこの発明の実施例を図面を参照し
て説明すれば以下の通りである。

第１図に示す様に横軸に変態関与温度Ｔを縦軸に内外管
の直径Ｄをとると、例えば、外管の炭素鋼管の蚤変化は
Ｃ，の直線的であるのに対してオーステナィト系ステン
レス鋼内管のそれＣ２は、拡管加工前から拡管Ｐ点への
加熱経路（実線）と「拡管塑性変形後の冷却時の経路（
点線Ｃ２′）とは相異するもの）、マルテンサィト変態
（Ｍで示す）開始温度（加工歪を与えない場合はＭｓ点
）においては、冷却時に変態による膨脹が生ずることが
分っている。

そこで、この発明においてはマルテンサィト変態を起こ
さないようにＭｄ点以上で増径加工してその後冷却し、
その材料のマルテンサィト変態点開始温度以下の温度で
マルテンサィト変態を起こさせて増径することを欧合度
形成に利用するようにした。

実施例として第２図に示す様に内釜Ｄｏの炭素鋼内に外
蚤Ｄｉのオーステナィトステンレス鋼を適宜相対挿入し
て重層する。

尚、該内管のオーステナィト系ステンレス鋼は加工誘起
マルテンサィトを生ずる鋼の１態様であることは勿論で
ある。

而して、該オーステナィト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３２
１）の加工を与えてもマルテンサイトを生じない最高の
温度Ｍｄはほ）、１２５００、又、加工を与えない時の
マルテンサィト変態点開始温度Ｍｓは一７００である。

このようにして重層した内外管の内管内に１２５℃以上
に加温された油等の温体を充満させ、即ち、上記Ｍｄ点
以上の温度にて、例えば、油圧機等のジャッキ作用によ
り内管内に拡管力を印加すると、上記第２図に示す様に
応力Ｆ−歪ご曲線に基づいて、まず、内管曲線Ｃ，が上
昇して拡管し、Ｄｏ径にて外管に当綾し、更に内外管が
随伴一体化に拡管され両管の応力Ｆ−歪ご曲線Ｃ，，Ｃ
ｏは降伏点を越えて増摩し、塑性変形加工され、設定蚤
Ｒで加圧水を解放し、両替は縮管し、内管径はＤｉ′に
、外管径はＤｏ′に縮径される。

そこで、直ちに前記その材料のマルテンサィト変態点開
始温度以下の袷煤、例えば、液体窒素等を内管内に充満
させて該内管を急冷処理すると、内管には加工誘起マル
アンサィトが形成され、該マルテンサィト変態により内
管は上記Ｐｉ′から膨脹してＤｉ″に締め代△Ｒを形成
するようになり、その結果、縮径外管径Ｄｏ′との聞く
Ｄｊ″−Ｄｏ′）の分だけ有効な薮合度△Ｄが得られ、
強固な締め代が得られ、強固な締め代が得られ自累二重
管が得られることになり、圧縮残留応力が形成される。
したがって、その後、上記冷却液を排出して得られた自
累二重管は耐員虫性は勿論、ズレ等の生じない強固な管
になるばかりでなく応力腐蝕割れ、ェロージョン等も生
じない管となる。上述実施例は内管の方が降伏応力の高
い態様であるが、逆の場合も実質的には変りはなく、例
えば、第３図に示す様に本来的に拡管後の内管径Ｄｉと
外管蓬Ｄｏ′の間に相当の締め代が形成されるうえにマ
ルテンサィト変態による締め代△Ｄを更に大きく得るよ
うにすることが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、加工誘起マルテンサィト
形成材は他にも採用可能であり、内管相対挿入前に外管
を加熱して拡蓬しておき、縮管後冷却する等種々の態様
が用いられ、又、対象二重管も油井管、油送管以外にも
プラント配管等種々適用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、外管に対して加工譲起マルテ
ンサィトを生ずる材質で製られた内管を相対挿入し、該
内管内に内管に対するＭｄ点以上の温度でマルテンサィ
ト析出を起こさないようにして拡管し、塑性変形加工し
て拡管力解放後その材料のマルテンサィト変態点開始温
度以下の温度で冷却させることによりマルテンサィト変
態をなさしめ、内管を増径膨脹させるようにしたことに
より、基本的に拡管により一たん両管を結合させ、何ら
加熱等の手段を介さずにマルテンサィト変態だけで目累
させ、圧縮応力を与えることが出来るため、鮫合度を強
め、圧縮残留応力を付与し、その結果、耐蝕性は勿論、
応力腐蝕割れ防止、ェロージョン防止を図ることが出釆
るという優れた効果が奏される。

又、冷却することによりマルテンサィト変態を生ずるこ
とを利用出釆るため、機械的手段を必要とせず、特殊な
装置も要らず、簡易に低コストで出来るメリットもある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はマルテンサィト変態の温度膨脹説明図、第２，
３図はこの発明の実施例のプロセス説明図である。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外管内に内管を相対嵌装して後該内管を拡張し嵌合
   度を有する二重管の製造方法において、加工誘起マルテ
   ンサイトを生ずる材質の内管を外管内に相対嵌装し、而
   して該内管をＭｄ点以上の温度内にて拡管して外管に当
   接し一体拡管し両管を塑性変形加工後該両管を縮管し、
   次いで内管をその材料のマルテンサイト変態点開始温度
   以下の温度にて冷却させマルテンサイト変態に伴う膨径
   により高嵌合度を得て内外管緊結させるようにしたこと
   を特徴とする二重管の製造方法。