JPS6046326A - 肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法 - Google Patents
肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法Info
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- JPS6046326A JPS6046326A JP58155449A JP15544983A JPS6046326A JP S6046326 A JPS6046326 A JP S6046326A JP 58155449 A JP58155449 A JP 58155449A JP 15544983 A JP15544983 A JP 15544983A JP S6046326 A JPS6046326 A JP S6046326A
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-
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高温高圧水素環境下で使用されたオーステナ
イトステンレス鋼肉盛溶接金属の水素割れに基づく剥離
を防止する方法に係る。
イトステンレス鋼肉盛溶接金属の水素割れに基づく剥離
を防止する方法に係る。
高温高圧の水素環境下で使用される化学機器例えばおよ
そ４００〜５００°Ｃで水素分圧が２００ｋｇｆ ／ｃ
ｍ２の圧力で使用される石油精製用の脱硫リアクタの容
器は低合金鋼板にオーステナイトステンレス鋼を内面肉
盛溶接して耐食性を持たせて使用されるが、運転を止め
て常温まで冷却したのち肉盛溶接金属の境界に沿って剥
離割れが生しているのがしばしば認められる。これは使
用中に容器内の水素が肉盛層表面から金属材料中に侵入
し、常温まで冷却された時ガス圧によって肉盛溶接層の
剥離を生ずる所謂水素による遅れ割れ（以下水素割れと
いう）と考えられ、これに対して種々の対策が発表され
ている。
そ４００〜５００°Ｃで水素分圧が２００ｋｇｆ ／ｃ
ｍ２の圧力で使用される石油精製用の脱硫リアクタの容
器は低合金鋼板にオーステナイトステンレス鋼を内面肉
盛溶接して耐食性を持たせて使用されるが、運転を止め
て常温まで冷却したのち肉盛溶接金属の境界に沿って剥
離割れが生しているのがしばしば認められる。これは使
用中に容器内の水素が肉盛層表面から金属材料中に侵入
し、常温まで冷却された時ガス圧によって肉盛溶接層の
剥離を生ずる所謂水素による遅れ割れ（以下水素割れと
いう）と考えられ、これに対して種々の対策が発表され
ている。
そのうち冷却条件を制御して水素割れを防止する方法と
して運転温度から常温まで徐冷するが、或いは徐冷途中
でおよそ３５０ ”ｃ以上に保持して充分に水素を放出
させてから常温まで空冷する方法が提案されている。
して運転温度から常温まで徐冷するが、或いは徐冷途中
でおよそ３５０ ”ｃ以上に保持して充分に水素を放出
させてから常温まで空冷する方法が提案されている。
しかしながら化学機器を常温まで冷却する場合常に徐冷
可能とは限らず、例えば緊急時のシャットダウンの場合
のように窒素ガス或いは水を用いて冷却を促進するよう
な場合も起こってくるが、このような場合には上記のご
とき徐冷或いは３５０℃以上で保持することによって鋼
中の水素を拡散放出させる時間的余裕もないので、肉盛
溶接金属の水素割れに対して処置の施しようがないもの
として放置されたままであり、最も水素割れの発生しや
すい緊急シャットダウン時の水素割れを防止することが
できなかった。
可能とは限らず、例えば緊急時のシャットダウンの場合
のように窒素ガス或いは水を用いて冷却を促進するよう
な場合も起こってくるが、このような場合には上記のご
とき徐冷或いは３５０℃以上で保持することによって鋼
中の水素を拡散放出させる時間的余裕もないので、肉盛
溶接金属の水素割れに対して処置の施しようがないもの
として放置されたままであり、最も水素割れの発生しや
すい緊急シャットダウン時の水素割れを防止することが
できなかった。
発明者はこの水素割れの発生について種々研究の結果、
水素割れは高温高圧水素環境下の使用温度からの冷却速
度には関係がなく、１００°Ｃ以上では割れは発生せず
、１００℃以下において水素割れが発生することを確か
めた。
水素割れは高温高圧水素環境下の使用温度からの冷却速
度には関係がなく、１００°Ｃ以上では割れは発生せず
、１００℃以下において水素割れが発生することを確か
めた。
本発明は上記の知見に基づいて緊急シャツＩ・ダウンの
際にも採用できる肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法を提
供することを目的とし、低合金鋼を母材としたオーステ
ナイトステンレス鋼肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法に
おいて、使用温度から冷却する途中で１００℃を下らな
い温度まで冷却したのち、該温度と溶接後熱処理温度と
の間の温度に保持して水素分散処理を施したのち空冷す
ることを特徴とする高温高圧水素環境下で使用されたオ
ーステナイトステンレス鋼肉盛溶接金属の剥離割れ防止
方法に係る。
際にも採用できる肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法を提
供することを目的とし、低合金鋼を母材としたオーステ
ナイトステンレス鋼肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法に
おいて、使用温度から冷却する途中で１００℃を下らな
い温度まで冷却したのち、該温度と溶接後熱処理温度と
の間の温度に保持して水素分散処理を施したのち空冷す
ることを特徴とする高温高圧水素環境下で使用されたオ
ーステナイトステンレス鋼肉盛溶接金属の剥離割れ防止
方法に係る。
次に試験例を参照しながら本発明の方法について説明す
る。
る。
水素による剥離割れは使用温度から常温に冷却してから
成る時間経過後に発生し、高温操業時に肉盛金属側から
侵入した水素に起因する遅れ割れの一種であるから、冷
却途中の成る温度で水素を分散放出させる水素分散加熱
が有効であろうと考えられ、従来も徐冷或いは徐冷途中
で水素分散加熱が行われてきた。しかしながら緊急シャ
・ノドダウンの際には使用温度のおよそ４００〜５００
°Ｃから急冷されるので従来方法の如くにおよそ３５０
℃以上で冷却を止めてその温度に保持するということは
きわめて困難で不可能に近い。
成る時間経過後に発生し、高温操業時に肉盛金属側から
侵入した水素に起因する遅れ割れの一種であるから、冷
却途中の成る温度で水素を分散放出させる水素分散加熱
が有効であろうと考えられ、従来も徐冷或いは徐冷途中
で水素分散加熱が行われてきた。しかしながら緊急シャ
・ノドダウンの際には使用温度のおよそ４００〜５００
°Ｃから急冷されるので従来方法の如くにおよそ３５０
℃以上で冷却を止めてその温度に保持するということは
きわめて困難で不可能に近い。
、発明者は緊急シャットダウン時を考慮して使用温度か
らの冷却は急速冷却とし、水素分散加熱の温度を種々変
えて剥離割れ発生との関係を調査した。試験片は５５ｍ
＊角Ｘ１１０ｍｍ１ｉの２．２５ ＣｒＩ Ｍ ｏ鋼の
母材の長手方向の一面に１層目はＪＩＳ・３０９ Ｌ、
２層目は３４７帯状電極肉盛溶接材料を用い、肉盛溶接
を施して溶接全屈をオーステナイトステンレス鋼の組織
とし、溶接後熱処理として７０５℃Ｘ２５．５ｈｒ加熱
後、空冷した。
らの冷却は急速冷却とし、水素分散加熱の温度を種々変
えて剥離割れ発生との関係を調査した。試験片は５５ｍ
＊角Ｘ１１０ｍｍ１ｉの２．２５ ＣｒＩ Ｍ ｏ鋼の
母材の長手方向の一面に１層目はＪＩＳ・３０９ Ｌ、
２層目は３４７帯状電極肉盛溶接材料を用い、肉盛溶接
を施して溶接全屈をオーステナイトステンレス鋼の組織
とし、溶接後熱処理として７０５℃Ｘ２５．５ｈｒ加熱
後、空冷した。
この試験片を第１図に示すように４５０°Ｃ１水素分圧
２００ ｋｇｆ ／ ｃｍ２の雰囲気に４８時間保持し
て水素を吸蔵させたのち空冷して、各所定温度Ｔ２に４
８時間保持したのち超音波探傷検査によって剥離割れの
有無を調べた。その結果の代表的な例を第１表に示す。
２００ ｋｇｆ ／ ｃｍ２の雰囲気に４８時間保持し
て水素を吸蔵させたのち空冷して、各所定温度Ｔ２に４
８時間保持したのち超音波探傷検査によって剥離割れの
有無を調べた。その結果の代表的な例を第１表に示す。
第１表から空冷途中で１００℃以上の温度で、すなわち
１００℃を下らない温度で冷却を止めて保持した場合に
は剥離割れを生じないことがわかる。
１００℃を下らない温度で冷却を止めて保持した場合に
は剥離割れを生じないことがわかる。
次に第１図の場合と同様に水素吸蔵処理を施した試験片
を第２図に示すように１００°Ｃ直上の温度まで空冷し
て次の加熱前の条件を揃えておし）て水素分散のためＴ
３温度まで加熱し、この温度でｔ３時間保持したのち空
冷して剥離割れの有り■（を稠べる試験を行った。その
結果を加熱温度Ｔ３（絶対温度）の逆数と保持時間ｔ３
とに関係させて示したのが第３図である。図には温度Ｔ
３に保持すべき時間ｔ３の実験式が対数で示しである。
を第２図に示すように１００°Ｃ直上の温度まで空冷し
て次の加熱前の条件を揃えておし）て水素分散のためＴ
３温度まで加熱し、この温度でｔ３時間保持したのち空
冷して剥離割れの有り■（を稠べる試験を行った。その
結果を加熱温度Ｔ３（絶対温度）の逆数と保持時間ｔ３
とに関係させて示したのが第３図である。図には温度Ｔ
３に保持すべき時間ｔ３の実験式が対数で示しである。
温度Ｔ３においてこの直線で表された時間以上保持した
のち空冷すれば水素による剥離割れの発生を防止するこ
とが出来ることになる。
のち空冷すれば水素による剥離割れの発生を防止するこ
とが出来ることになる。
剥離割れを生じない保持温度Ｔ３の下限は前記試験結果
からオーステナイトステンレス鋼溶接金属の場合は１０
０℃である。上限は肉盛溶接後に施した溶接後熱処理温
度の７２０℃として差支え無く、この温度以上になると
組織の変化を来すので好ましくない。使用温度からの冷
却途中で冷却を止める温度は水素分散加熱時間を考慮し
て例えばこれをおよそ１０〜２０時間とすれば第３図か
ら１５０〜１２０℃となる。即しこの温度まで急冷して
も所要時間保持すれば水素によるｆｆ１ｌ目１を割れを
防止できる。而して冷却途中に、このような温度で水素
分散加熱を施すことは緊急シャットダウン時においても
不可能ではない。
からオーステナイトステンレス鋼溶接金属の場合は１０
０℃である。上限は肉盛溶接後に施した溶接後熱処理温
度の７２０℃として差支え無く、この温度以上になると
組織の変化を来すので好ましくない。使用温度からの冷
却途中で冷却を止める温度は水素分散加熱時間を考慮し
て例えばこれをおよそ１０〜２０時間とすれば第３図か
ら１５０〜１２０℃となる。即しこの温度まで急冷して
も所要時間保持すれば水素によるｆｆ１ｌ目１を割れを
防止できる。而して冷却途中に、このような温度で水素
分散加熱を施すことは緊急シャットダウン時においても
不可能ではない。
以上説明したよ・うに高温高圧水素環境下で使用され水
素を吸蔵したオーステナイＩ・ステンレス鋼肉盛溶接金
属に生ずる剥離割れは使用６ｖ度から徐冷せずに空冷し
た場合でも、１００℃を下らない温度で冷却を止め、所
要時間保持して水素分散加熱を施してから常温に下げれ
ば発生を防止することができる。
素を吸蔵したオーステナイＩ・ステンレス鋼肉盛溶接金
属に生ずる剥離割れは使用６ｖ度から徐冷せずに空冷し
た場合でも、１００℃を下らない温度で冷却を止め、所
要時間保持して水素分散加熱を施してから常温に下げれ
ば発生を防止することができる。
前述した試験における熱容量の小さな試験片についての
空冷速度は実機では放水による冷却速度にも相当するで
あろうことは容易に考えられるから、実質的には工業的
な冷却速度には関係なく本発明の方法を適用することが
出来ると考えられ、緊急シャットダウン時においても本
方法を採用することは可能であるから水素による剥離割
れを防止できることになり、化学機器等の再点検、修理
費用等を考慮すればその実用上の効果はきわめて大きい
。
空冷速度は実機では放水による冷却速度にも相当するで
あろうことは容易に考えられるから、実質的には工業的
な冷却速度には関係なく本発明の方法を適用することが
出来ると考えられ、緊急シャットダウン時においても本
方法を採用することは可能であるから水素による剥離割
れを防止できることになり、化学機器等の再点検、修理
費用等を考慮すればその実用上の効果はきわめて大きい
。
第１図は本発明の方法の剥離割れを生しない最低保持温
度を調べるために行った試験の温度・時間曲線、第２図
は同しく保持温度と時間との関係をめるために行った試
験の温度・時間曲線、第３図は本発明の水素分散加？ｉ
（？ｇ度と保持時間との関係の一例を示すグラフである
。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 第２図 ７’３（’Ｃ） １０００／（Ｔ３ ＋２７３ ） （／／Ｋ ）第３図
度を調べるために行った試験の温度・時間曲線、第２図
は同しく保持温度と時間との関係をめるために行った試
験の温度・時間曲線、第３図は本発明の水素分散加？ｉ
（？ｇ度と保持時間との関係の一例を示すグラフである
。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 第２図 ７’３（’Ｃ） １０００／（Ｔ３ ＋２７３ ） （／／Ｋ ）第３図
Claims (1)
- 低合金鋼を母材としたオーステナイトステンレス鋼肉盛
溶接金属の剥離割れ防止方法において、使用温度から冷
却する途中で１００℃を下らない温度まで冷却したのち
、該温度と溶接後熱処理温度との間の温度に保持して水
素分散処理を施したのち空冷することを特徴とする高温
高圧水素環境下で使用されたオーステナイトステンレス
鋼肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58155449A JPS6046326A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法 |
| US06/642,789 US4564402A (en) | 1983-08-25 | 1984-08-21 | Method for preventing disbonding of weld-cladding |
| GB08421523A GB2145509B (en) | 1983-08-25 | 1984-08-24 | Preventing disbonding of the weld-cladding of reactor vessels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58155449A JPS6046326A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046326A true JPS6046326A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH0432129B2 JPH0432129B2 (ja) | 1992-05-28 |
Family
ID=15606282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58155449A Granted JPS6046326A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 肉盛溶接金属の剥離割れ防止方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4564402A (ja) |
| JP (1) | JPS6046326A (ja) |
| GB (1) | GB2145509B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6082866B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-02-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ステンレス鋼部材の接合方法およびステンレス鋼 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4941025A (ja) * | 1972-08-28 | 1974-04-17 | ||
| CA1099539A (en) * | 1978-02-09 | 1981-04-21 | Keizo Ohnishi | Method of welding for exfoliation prevention of stainless steel weld-overlay |
| JPS5739129A (en) * | 1980-08-15 | 1982-03-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Heat-treatment for seamless steel pipe |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP58155449A patent/JPS6046326A/ja active Granted
-
1984
- 1984-08-21 US US06/642,789 patent/US4564402A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-08-24 GB GB08421523A patent/GB2145509B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2145509B (en) | 1986-08-28 |
| GB8421523D0 (en) | 1984-09-26 |
| GB2145509A (en) | 1985-03-27 |
| JPH0432129B2 (ja) | 1992-05-28 |
| US4564402A (en) | 1986-01-14 |
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