JPS63192567A - 二層管の再溶接方法 - Google Patents
二層管の再溶接方法Info
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- JPS63192567A JPS63192567A JP2420087A JP2420087A JPS63192567A JP S63192567 A JPS63192567 A JP S63192567A JP 2420087 A JP2420087 A JP 2420087A JP 2420087 A JP2420087 A JP 2420087A JP S63192567 A JPS63192567 A JP S63192567A
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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。
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、炭化水素類の熱分解・改質反応用二層管を再
使用するための溶接方法に関する。
使用するための溶接方法に関する。
炭化水素類の熱分解・改質反応用管（クラッキングチュ
ーブ、リフオーマチューブ）は、実機使用において、管
内部の反応系内に析出する固形炭素が管内面に付着（コ
ーキング）し、管体に浸炭が発生する。反応管に生じる
浸炭は、反応管の材質変化（特に延性低下）を引き起こ
し、高温高圧操業における反応管に割れが発生する原因
となる。
ーブ、リフオーマチューブ）は、実機使用において、管
内部の反応系内に析出する固形炭素が管内面に付着（コ
ーキング）し、管体に浸炭が発生する。反応管に生じる
浸炭は、反応管の材質変化（特に延性低下）を引き起こ
し、高温高圧操業における反応管に割れが発生する原因
となる。
第４図は、反応管（Ｐ）の浸炭発生状況を示している。
図中の（ｄ）は浸炭部である。反応管の浸炭は、図示の
ように管の全面に恒って発生するわけではなく部分的に
発生するので、一定期間使用した反応管は、浸炭（ｄ）
が発生した部分（Ｂ）を切断除去して、浸炭の生じてい
ない健全部（Ａ）を回収し、回収された健全部（Ａ）同
士を溶接により接合し、またはこれに新しい反応管を継
ぎ足したうえ、再使用に供するのが一般である 近時、反応管として、第３図に示すように、内層（１０
）と外層（２０）との積層構造を有する二層管が提案さ
れている（特開昭５８−１９８５８７号）。
ように管の全面に恒って発生するわけではなく部分的に
発生するので、一定期間使用した反応管は、浸炭（ｄ）
が発生した部分（Ｂ）を切断除去して、浸炭の生じてい
ない健全部（Ａ）を回収し、回収された健全部（Ａ）同
士を溶接により接合し、またはこれに新しい反応管を継
ぎ足したうえ、再使用に供するのが一般である 近時、反応管として、第３図に示すように、内層（１０
）と外層（２０）との積層構造を有する二層管が提案さ
れている（特開昭５８−１９８５８７号）。
その二層管は、内層（１０）を低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱鋼と
することにより、管内反応系に生じる固形炭素の析出を
抑制し、管内面のコーキングおよび管体内部への浸炭を
抑制する一方、反応管材料として使用実績のある高Ｃｒ
高Ｎｉ系耐熱鋼を以て外層（２０）を形成することによ
り、反応管として必要な高温強度を保持させたものであ
る。この二層管は、管内面の固形炭素の析出付着が少な
く、浸炭速度も低いので、耐用寿命が長く、炭化水素類
の熱分解・改質反応操業の安定化・効率化に寄与すると
ころが大きい。
することにより、管内反応系に生じる固形炭素の析出を
抑制し、管内面のコーキングおよび管体内部への浸炭を
抑制する一方、反応管材料として使用実績のある高Ｃｒ
高Ｎｉ系耐熱鋼を以て外層（２０）を形成することによ
り、反応管として必要な高温強度を保持させたものであ
る。この二層管は、管内面の固形炭素の析出付着が少な
く、浸炭速度も低いので、耐用寿命が長く、炭化水素類
の熱分解・改質反応操業の安定化・効率化に寄与すると
ころが大きい。
上記二層反応管は、すぐれた浸炭抵抗性を有するけれど
も、長期間使用されるうちに、第４図に示したような部
分的な浸炭の発生をみるので、一定期間使用した場合に
は、その浸炭発生部（Ｂ）を切断除去し、健全部（Ａ）
を回収して溶接接合したうえ再使用に供される。
も、長期間使用されるうちに、第４図に示したような部
分的な浸炭の発生をみるので、一定期間使用した場合に
は、その浸炭発生部（Ｂ）を切断除去し、健全部（Ａ）
を回収して溶接接合したうえ再使用に供される。
ところが、上記二層管の内層（１０）は低Ｎｉ高Ｍｎ系
耐熱鋼であるために、一度使用した二層管の該内層（１
０）はその金属組織中にσ相が析出し、延びが１％以下
と極めて低い状態にある。このため、回収された二層管
の溶接を、内層を残したまま行うと、溶接部に著しい割
れが発生してしまう。
耐熱鋼であるために、一度使用した二層管の該内層（１
０）はその金属組織中にσ相が析出し、延びが１％以下
と極めて低い状態にある。このため、回収された二層管
の溶接を、内層を残したまま行うと、溶接部に著しい割
れが発生してしまう。
従って、その溶接を行うに先立って、二層管の溶接され
るべき部分の内層（１０）を、機械加工またはグライン
ダ研削等により除去することが必要である。第２図はそ
のようにして溶接された二層管の接合部付近の断面を示
している。（３０）は溶着金属であり、（ａｌは事前に
内層（１０）が除去されている領域である。
るべき部分の内層（１０）を、機械加工またはグライン
ダ研削等により除去することが必要である。第２図はそ
のようにして溶接された二層管の接合部付近の断面を示
している。（３０）は溶着金属であり、（ａｌは事前に
内層（１０）が除去されている領域である。
上記のように、溶接に先立って内層（１０）を除去する
ことはめんどうであるばかりか、溶接接合により再生さ
れた反応管の溶接部分とその近傍は外層（２０）の露出
した単相構造であり、内層（１０）の効果（固形炭素析
出抑制、浸炭抑制効果）を失っているので、反応管とし
て再使用に供すると、その部分に固形炭素のコーキング
によるトラブル（管径の狭窄等）や浸炭の早期進行が生
し、結局二層管を使用することの意義が、その部分的領
域の不都合によって大きく減殺されてしまう。
ことはめんどうであるばかりか、溶接接合により再生さ
れた反応管の溶接部分とその近傍は外層（２０）の露出
した単相構造であり、内層（１０）の効果（固形炭素析
出抑制、浸炭抑制効果）を失っているので、反応管とし
て再使用に供すると、その部分に固形炭素のコーキング
によるトラブル（管径の狭窄等）や浸炭の早期進行が生
し、結局二層管を使用することの意義が、その部分的領
域の不都合によって大きく減殺されてしまう。
本発明は上記問題点を解決するための溶接方法を提供す
る。
る。
ｃ問題点を解決するための手段および作用〕本発明の溶
接方法は、回収された二層管を１０００℃以上の温度に
加熱することにより、内層の金属組織内のσ相を固溶消
失させたうえで、溶接を行うことを特徴としている。
接方法は、回収された二層管を１０００℃以上の温度に
加熱することにより、内層の金属組織内のσ相を固溶消
失させたうえで、溶接を行うことを特徴としている。
本発明によれば、回収された二層管は、溶接施工に先立
つ熱処理により、内層の金属組織のσ層が消失し、良好
な延性が回復された状態となっているので、内層を削り
取る必要がなく、そのまま溶接を行うことにより、第１
図に示すように、内面全体が内層（１０）で被覆されて
いる二層管として再生することができる。
つ熱処理により、内層の金属組織のσ層が消失し、良好
な延性が回復された状態となっているので、内層を削り
取る必要がなく、そのまま溶接を行うことにより、第１
図に示すように、内面全体が内層（１０）で被覆されて
いる二層管として再生することができる。
本発明の溶接方法が適用される反応用二層管の内層およ
び外層の代表的な鋼組成を示せば、まずその内層材であ
る低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱鋼として、Ｃ： ０．３〜１．５
％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：６〜１５％、Ｃｒ：２０〜
３０％、Ｎｂ：３％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆ
ｅである耐熱鋼、またはＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：
３％以下、Ｍｎ：６〜１５％、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎ
ｉ：１０％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｎ：０．１５％以下
、残部Ｆｅである耐熱鋼が挙げられ、 他方外層材である高Ｃｒ高Ｎｉ系耐熱網として、Ｃ：
０．０１〜０．６％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：２％
以下、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎｉ ： １８〜４０％、
Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅ、またはＦｅの一部が５
％以下の範囲内において、ＭＯｌＷおよびＮｂから選ば
れる１種以上の元素を以て置換されているオーステナイ
ト型耐熱鋼が挙げられる。
び外層の代表的な鋼組成を示せば、まずその内層材であ
る低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱鋼として、Ｃ： ０．３〜１．５
％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：６〜１５％、Ｃｒ：２０〜
３０％、Ｎｂ：３％以下、Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆ
ｅである耐熱鋼、またはＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：
３％以下、Ｍｎ：６〜１５％、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎ
ｉ：１０％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｎ：０．１５％以下
、残部Ｆｅである耐熱鋼が挙げられ、 他方外層材である高Ｃｒ高Ｎｉ系耐熱網として、Ｃ：
０．０１〜０．６％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：２％
以下、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎｉ ： １８〜４０％、
Ｎ：０．１５％以下、残部Ｆｅ、またはＦｅの一部が５
％以下の範囲内において、ＭＯｌＷおよびＮｂから選ば
れる１種以上の元素を以て置換されているオーステナイ
ト型耐熱鋼が挙げられる。
本発明において、加熱処理によりσ相を消失させる、と
いうのは必ずしもσ相の全部を完全に消失させることの
みを意味するのではなく、金属組織中に占める面積率で
１％までの残存を許容するものとする。その程度の残存
量であれば、その後の溶接に支障とはならず、首尾よく
溶接接合を達成することができるからである。
いうのは必ずしもσ相の全部を完全に消失させることの
みを意味するのではなく、金属組織中に占める面積率で
１％までの残存を許容するものとする。その程度の残存
量であれば、その後の溶接に支障とはならず、首尾よく
溶接接合を達成することができるからである。
加熱処理を１０００℃以上の温度域で行うこととしたの
は、それより低い温度では比較的長い加熱時間を要して
も、所要の残存量までσ相を消失させることができない
からである。処理温度を高める程、短時間で所定の処理
を完了することができるけれども、あまり高温度で行う
と、酸化による表面スケールが発生し、肉厚源となるの
で、１２００℃を上限とするのがよい。加熱保持時間は
処理温度により適宜設定されるが、例えば１０００℃で
の処理では、２０分以上の保持時間により、十分に目的
を達することができる。加熱処理後の冷却は空冷とすれ
ばよい。
は、それより低い温度では比較的長い加熱時間を要して
も、所要の残存量までσ相を消失させることができない
からである。処理温度を高める程、短時間で所定の処理
を完了することができるけれども、あまり高温度で行う
と、酸化による表面スケールが発生し、肉厚源となるの
で、１２００℃を上限とするのがよい。加熱保持時間は
処理温度により適宜設定されるが、例えば１０００℃で
の処理では、２０分以上の保持時間により、十分に目的
を達することができる。加熱処理後の冷却は空冷とすれ
ばよい。
加熱処理を終えた後の溶接条件には特に制限はなく、使
用済みの反応管の再使用のために行われている従来の一
般の溶接条件に従って行えばよい。
用済みの反応管の再使用のために行われている従来の一
般の溶接条件に従って行えばよい。
内層が低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱鋼で、外層が高Ｃｒ高Ｎｉ系
耐熱網である遠心力鋳造二層管（管径：１６０φ、内層
厚：２ｔ、外層厚： １０ｔ、 ｍ）をクラッキングチ
ューブ（操業温度・圧カニ８００〜９００℃・１．１〜
１．３ ｋｇ／ ｃｍ”）として２年間実機使用に供し
たのち、反応炉内より取出し、浸炭部を切断除去し、回
収した健全部を熱処理したうえ、内層を除去することな
く、健全部同士の管端面の突合せ溶接を行った。なお、
回収された二層管の供試材の熱処理前における内層のσ
相は面積率で約５〜６％であった。
耐熱網である遠心力鋳造二層管（管径：１６０φ、内層
厚：２ｔ、外層厚： １０ｔ、 ｍ）をクラッキングチ
ューブ（操業温度・圧カニ８００〜９００℃・１．１〜
１．３ ｋｇ／ ｃｍ”）として２年間実機使用に供し
たのち、反応炉内より取出し、浸炭部を切断除去し、回
収した健全部を熱処理したうえ、内層を除去することな
く、健全部同士の管端面の突合せ溶接を行った。なお、
回収された二層管の供試材の熱処理前における内層のσ
相は面積率で約５〜６％であった。
供試二層管の内層および外層の鋼組成は次のとおりであ
る。
る。
内層材
Ｃ：０．６％、Ｓｉ：１．８％、Ｍｎ：９．５％、Ｃｒ
：２５％、Ｎｂ：０．３％、Ｎ ： ０．０６％、残部
Ｆｅ。
：２５％、Ｎｂ：０．３％、Ｎ ： ０．０６％、残部
Ｆｅ。
外層材
Ｃ： ０．４５％、Ｓｉ：１．７％、Ｍｎ：０．３％、
Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：３５％、Ｎｂ：１．２％、Ｎ：０
．０８％、残部Ｆｅ。
Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：３５％、Ｎｂ：１．２％、Ｎ：０
．０８％、残部Ｆｅ。
第１表に、熱処理条件と、熱処理後の内層のσ相残存量
（面積率２％）、および溶接施工後の溶接部のカラーチ
ェックによる割れ検査結果を示す。
（面積率２％）、および溶接施工後の溶接部のカラーチ
ェックによる割れ検査結果を示す。
表中、隘１〜４は発明例、隘１）および１２は比較例で
ある。比較例のうち、嵐１）は熱処理を省略した例、隘
１２は熱処理を行ったが、σ相消失効果が不足する例で
ある。
ある。比較例のうち、嵐１）は熱処理を省略した例、隘
１２は熱処理を行ったが、σ相消失効果が不足する例で
ある。
第１表に示したように、１０００℃の加熱温度で処理し
た発明例（患１〜４）は、σ相の残存量が１％以下に減
少し、それに伴って内層の延性が回復したことにより、
溶接部の割れの発生は皆無である。他方、熱処理を省略
したＮａ１）は、内層に多量のσ相が残存し、また熱処
理温度が低いためにσ相消失効果が不足したＮａ１２は
、いずれも溶接部に割れが発生している。
た発明例（患１〜４）は、σ相の残存量が１％以下に減
少し、それに伴って内層の延性が回復したことにより、
溶接部の割れの発生は皆無である。他方、熱処理を省略
したＮａ１）は、内層に多量のσ相が残存し、また熱処
理温度が低いためにσ相消失効果が不足したＮａ１２は
、いずれも溶接部に割れが発生している。
本発明方法によれば、低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱網からなる内
層を有する反応管を再使用するための溶接施工において
、その内層を削り除く必要がなく、簡単な熱処理を施す
だけで、内層を残したまま再溶接することができる。従
って再生された反応管は、溶接接合部領域を含む全周面
にわたって内層で被覆された二相構造を保有しているの
で、再使用前と全く同様に、管内面のすぐれた耐コーキ
ング性と浸炭抵抗性を備えており、長期にわたる安定し
た操業を保証し、操業の効率化に奏効する。
層を有する反応管を再使用するための溶接施工において
、その内層を削り除く必要がなく、簡単な熱処理を施す
だけで、内層を残したまま再溶接することができる。従
って再生された反応管は、溶接接合部領域を含む全周面
にわたって内層で被覆された二相構造を保有しているの
で、再使用前と全く同様に、管内面のすぐれた耐コーキ
ング性と浸炭抵抗性を備えており、長期にわたる安定し
た操業を保証し、操業の効率化に奏効する。
第１図は本発明により形成された反応管の溶接接合部を
示す管軸方向断面図、第２図は従来の溶接法による反応
管の溶接接合部の管軸方向断面図、第３図は反応用二層
管の一部断面正面図、第４図は反応管の浸炭発生状況を
模式的に示す管軸方向断面図である。 １０：内層、２０：外層、３０：溶接金属。
示す管軸方向断面図、第２図は従来の溶接法による反応
管の溶接接合部の管軸方向断面図、第３図は反応用二層
管の一部断面正面図、第４図は反応管の浸炭発生状況を
模式的に示す管軸方向断面図である。 １０：内層、２０：外層、３０：溶接金属。
Claims (1)
- （１）低Ｎｉ高Ｍｎ系耐熱鋼からなる内層と、高Ｃｒ高
Ｎｉ系耐熱鋼からなる外層との積層構造を有する炭化水
素類熱分解・改質反応用二層管の使用後の再溶接法にお
いて、 該二層管を、１０００℃以上に加熱することにより、そ
の内層の金属組織内のσ相を固溶消失せしめたのち溶接
を行うことを特徴とする二層管の再溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2420087A JPH0794071B2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | 二層管の再溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2420087A JPH0794071B2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | 二層管の再溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63192567A true JPS63192567A (ja) | 1988-08-09 |
| JPH0794071B2 JPH0794071B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=12131677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2420087A Expired - Lifetime JPH0794071B2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | 二層管の再溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794071B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103612001A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-05 | 西安向阳航天材料股份有限公司 | 一种基于r形坡口的双金属复合管管端封焊工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101999032B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-09-27 | 주식회사 포스코 | 점용접성이 우수한 고강도 고망간 도금강판 용접 구조물 및 그의 제조방법 |
-
1987
- 1987-02-04 JP JP2420087A patent/JPH0794071B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103612001A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-05 | 西安向阳航天材料股份有限公司 | 一种基于r形坡口的双金属复合管管端封焊工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794071B2 (ja) | 1995-10-11 |
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