JP4578084B2 - 低温液化ガスの配管構造 - Google Patents
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Description
0.6≦ρ≦1.2
ρ=(αs+αi)/2αw
ただし、αsはオーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数、αiはインバーの線膨張係数、αwは溶接材料の線膨張係数である。
図1に示すように、このLNG受入れ基地においては、ローディングアーム1に接続されたオーステナイト系ステンレス鋼からなる配管1aと、貯槽(設備)3に接続されたオーステナイト系ステンレス鋼からなる配管3aとの間にインバーからなる受入れ母管(移送用の配管)20が配管されている。配管1aと配管20、および配管20と配管3aとは、それぞれ溶接部21によって直接に溶接接合されている。また、ローディングアーム6に接続されたオーステナイト系ステンレス鋼からなる配管6aと、貯槽3に接続されたオーステナイト系ステンレス鋼からなる配管3bとの間にインバーからなるリターンガス管22が配管され、配管6aと配管22、および配管22と配管3aとは、それぞれ溶接部21によって直接に溶接接合されている。
0.6 ≦ ρ ≦ 1.2
ρ = (αs+αi)/2αw
ここで、ρは、溶接材料の線膨張係数αwに対する、インバーの線膨張係数αiとオーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数αsの平均値の比を表すもので、線膨張係数比と呼ぶことができる。線膨張係数比ρの値は、より好ましくは、
0.7 ≦ ρ ≦ 1.1
である。
以下の実施例において使用した母材および溶接材料の組成および線膨張係数を表1に示す。
解析モデルでは、溶接部の余盛を省略し、モデル範囲は、配管の長手方向において、熱収縮による曲げ変形の影響が及ばない程度に接合部から充分離れた位置までとした。拘束条件は、モデルの一方の端部を固定し、他端部を管軸方向に変形一定とした線型拘束とした。解析において使用した物性値を表2に示す。
図6は、溶接材料として、JIS規格Z3332において、YGT9Ni−2として規定する溶接材料に相当するものを使用した場合(実施例1)を示す。この溶接材料のρは約0.9である。この図によれば、応力強さは、溶接金属とそれぞれの母材との境界部分でピークを示しており、オーステナイト系ステンレス鋼側で約350N/mm2 、インバー側で約310N/mm2 である。
である。さらに、図8は、溶接材料としてオーステナイト系ステンレス鋼と同じ成分系のものを採用した比較例2であり、ρは約0.55である。この場合は、応力強さは、インバー側でのみ約480N/mm2
のピークを示し、オーステナイト系ステンレス鋼側の境界部の応力強さは約190N/mm2 である。
0.6 ≦ ρ ≦ 1.2
を満たすものは、オーステナイト系ステンレス鋼の境界部における発生応力が410N/mm2 (σs)以下であり、インバー側の境界部における発生応力が440N/mm2
(σi)以下である。これらの値(σs,σi)は、それぞれの材料の降伏点(または0.2%耐力)の2倍の値または引張強さの内、いずれか小さい方の値であり、これらは、溶接部において発生する応力に関して、一般的に認められている許容値である。
≦ ρ ≦ 1.2 であれば、いずれの母材の境界部における応力もそれぞれの許容値(σs,σi)を下回り、溶接時において過大な熱応力が発生することを防止できることが分かる。
≦ ρ ≦ 1.2であるような溶接材料を用いることが、発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
20 受入れ母管(移送配管)
21 溶接部
22 リターンガス管(移送配管)
M 溶接金属
Claims (1)
- 低温液化ガスの配管構造であって、オーステナイト系ステンレス鋼からなる配管とインバーからなる配管とが、JIS規格Z3332に規定する9%ニッケル鋼用ティグ溶加棒およびソリッドワイヤに相当する溶接材料であって、かつ下式を満たすような溶接材料を用いて溶接を行なうことにより接合されていることを特徴とする低温液化ガスの配管構造。
0.6≦ρ≦1.2
ρ=(αs+αi)/2αw
ただし、αsはオーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数、αiはインバーの線膨張係数、αwは溶接材料の線膨張係数である。
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JPH0929429A (ja) * | 1995-07-21 | 1997-02-04 | Toshiba Corp | 溶接施工方法 |
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- 2003-10-02 JP JP2003344355A patent/JP4578084B2/ja not_active Expired - Fee Related
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