JPS589786A - 配管系の溶接部の熱処理方法 - Google Patents
配管系の溶接部の熱処理方法Info
- Publication number
- JPS589786A JPS589786A JP56105534A JP10553481A JPS589786A JP S589786 A JPS589786 A JP S589786A JP 56105534 A JP56105534 A JP 56105534A JP 10553481 A JP10553481 A JP 10553481A JP S589786 A JPS589786 A JP S589786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- heating coil
- piping
- nozzle
- weld zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
- H05B6/40—Establishing desired heat distribution, e.g. to heat particular parts of workpieces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/42—Induction heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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】
本発明は配管の接合部に巻回される高周波誘導加熱コイ
ルに関する。
ルに関する。
沸騰水型原子力発電所の配管に使用されているオーステ
ナイト系ステンレス鋼配管の応力腐蝕割れ対策の１つと
して、腐蝕雰囲気に接する配管内面の残留応力を圧縮応
力とする方法が挙げられ、その方法として特許第９５７
３２４号及び特開昭５２−１３０４０９等の高周波誘導
コイルによる方式が、すでに第１図に示すように直管−
直管、或は直管−レジュサー、セーフエンド等組合せの
周溶接部に対し適用されている。
ナイト系ステンレス鋼配管の応力腐蝕割れ対策の１つと
して、腐蝕雰囲気に接する配管内面の残留応力を圧縮応
力とする方法が挙げられ、その方法として特許第９５７
３２４号及び特開昭５２−１３０４０９等の高周波誘導
コイルによる方式が、すでに第１図に示すように直管−
直管、或は直管−レジュサー、セーフエンド等組合せの
周溶接部に対し適用されている。
第１図は同径の直管ＩＡ、ＩＢを同軸に配置して溶接し
た配管１の溶接部２の周辺に高周波誘導コイル３を配置
したものである。
た配管１の溶接部２の周辺に高周波誘導コイル３を配置
したものである。
高周波誘導加熱による残留応力改善法の原理は、配管外
面を加熱しながら、内面を冷却することにより配管内外
面に温度差を発生させ、コイルによる外面加熱を停止し
た最終時点に於て、配管内面に圧縮の残留応力を付与す
る方法であり、改善個所は全てコイル幅内に有り、鋭敏
化の点より５５０Ｃ以下の均一な加熱が条件になってい
る。
面を加熱しながら、内面を冷却することにより配管内外
面に温度差を発生させ、コイルによる外面加熱を停止し
た最終時点に於て、配管内面に圧縮の残留応力を付与す
る方法であり、改善個所は全てコイル幅内に有り、鋭敏
化の点より５５０Ｃ以下の均一な加熱が条件になってい
る。
この方法は、直管−直管組合せの周溶接部とは形状を異
にする母管に対する管台取付溶接部に対しても、同様に
適用されている。
にする母管に対する管台取付溶接部に対しても、同様に
適用されている。
管台取付溶接部は母管と管台部の境界部となり、配管径
としては、主に適用する再循環系配管を例にとれば４Ｂ
〜２８Ｂであり、管台部の径は母管径の径よりも小さく
なる。たとえば代表的継手である母管（２８Ｂ）−管台
（４Ｂ）では、第２図に示すように管台４は母管５に対
しほぼ直ヌし且つ短管であることが特徴となる。
としては、主に適用する再循環系配管を例にとれば４Ｂ
〜２８Ｂであり、管台部の径は母管径の径よりも小さく
なる。たとえば代表的継手である母管（２８Ｂ）−管台
（４Ｂ）では、第２図に示すように管台４は母管５に対
しほぼ直ヌし且つ短管であることが特徴となる。
従来、第２図に示すように管台取付溶接部Ａの残留応力
を改善する場合、高周波誘導加熱コイル４は母管５を中
心として巻回するもので、この誘導加熱コイル４のうち
管台６の取付部においては管台６の周側部を沿うように
配置されるようにしている。
を改善する場合、高周波誘導加熱コイル４は母管５を中
心として巻回するもので、この誘導加熱コイル４のうち
管台６の取付部においては管台６の周側部を沿うように
配置されるようにしている。
この場合、管台６の周側部を沿って配置される高周波誘
導加熱コイル４は管台６の前記高周波誘導加熱コイル４
の巻回方向と一致する周側面を被う状態となり、前記高
周波誘導加熱コイル４の巻回方向と直交する周側面は充
分に被うことができないものとなる。したがって図中管
台６におけるＰの頓域は非加熱頓謔となってし１う。
導加熱コイル４は管台６の前記高周波誘導加熱コイル４
の巻回方向と一致する周側面を被う状態となり、前記高
周波誘導加熱コイル４の巻回方向と直交する周側面は充
分に被うことができないものとなる。したがって図中管
台６におけるＰの頓域は非加熱頓謔となってし１う。
このため、管台６に対して溶接部Ｂがある場合、Ｐ領域
内にて均一な加熱が難かしくなり、加熱領域内に存在す
る溶接ｉＢは不均一な加熱を受けざるを得ない結果とな
る。
内にて均一な加熱が難かしくなり、加熱領域内に存在す
る溶接ｉＢは不均一な加熱を受けざるを得ない結果とな
る。
この場合、領域内面（は従来の応力腐蝕割れ対策として
採用している溶体化処理、水***接処理、或は外面バタ
リング工法とも関連して、局部加熱に起因する複雑な応
力発生が予想され、場合によっては逆効果のケースも懸
念される。
採用している溶体化処理、水***接処理、或は外面バタ
リング工法とも関連して、局部加熱に起因する複雑な応
力発生が予想され、場合によっては逆効果のケースも懸
念される。
不発明は母管に対して管台部が溶接され、さらに管台部
の前記母管近傍に溶接部を有する配管において、前記母
管と管台部との溶接部はもちろんのこと管台部における
溶接部にも全域に亘って均一な加熱が得らｉる配管の接
合部に巻回される高周波誘導加熱コイルを提供すること
を目的゛とするものである。
の前記母管近傍に溶接部を有する配管において、前記母
管と管台部との溶接部はもちろんのこと管台部における
溶接部にも全域に亘って均一な加熱が得らｉる配管の接
合部に巻回される高周波誘導加熱コイルを提供すること
を目的゛とするものである。
このような目的を達成するために本発明は、管台部を中
心としてコイルを同心的に巻回することにより管台部の
溶接部を被い、管台部を中心とする同心的巻回は管台部
近傍の母管周面に至って管部 台部と母管との溶〜（も被うようにしたものである。
心としてコイルを同心的に巻回することにより管台部の
溶接部を被い、管台部を中心とする同心的巻回は管台部
近傍の母管周面に至って管部 台部と母管との溶〜（も被うようにしたものである。
以下実施例を用いて不発明の詳細な説明する。
第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明による配管の接合部を
巻回する高周波誘導加熱コイルの一実施例を示す構成図
である。第２図（ａ）、 （ｂ）と同符号のものは同材
料を示している。第２図（ａ）、 （ｂ）と異なる構成
は誘導加熱コイル７の巻回構造にあり、この誘導加熱コ
イル７は管台６部を中心として誘導加熱コイル７を同心
的かつギャップＧを有して巻回することにより、管台６
部の溶接部Ｂを被い、管台６部を中心とする同心的巻回
は管台６部近傍の母管５周面に至って管台６と母管５と
の溶接部Ａをも被っている。
巻回する高周波誘導加熱コイルの一実施例を示す構成図
である。第２図（ａ）、 （ｂ）と同符号のものは同材
料を示している。第２図（ａ）、 （ｂ）と異なる構成
は誘導加熱コイル７の巻回構造にあり、この誘導加熱コ
イル７は管台６部を中心として誘導加熱コイル７を同心
的かつギャップＧを有して巻回することにより、管台６
部の溶接部Ｂを被い、管台６部を中心とする同心的巻回
は管台６部近傍の母管５周面に至って管台６と母管５と
の溶接部Ａをも被っている。
本実施例によれば、管台６側にある溶接部ＡおよびＢは
、管台６に対してコイルを同心円的に巻くことから、コ
イル幅内であれば加熱を均等に受けることができ、従っ
て第２図で示したよりなＰ。
、管台６に対してコイルを同心円的に巻くことから、コ
イル幅内であれば加熱を均等に受けることができ、従っ
て第２図で示したよりなＰ。
局部加熱に起因する異常な応力発生を防止できるように
なる。
なる。
以上述べたことから明らかなように、本発明による配管
の接合部を巻回する高周波誘導加熱コイルによれば、母
管と管台部との溶接部はもちろんのこと管台部における
溶接部にも全域に亘って均一に加熱することができる。
の接合部を巻回する高周波誘導加熱コイルによれば、母
管と管台部との溶接部はもちろんのこと管台部における
溶接部にも全域に亘って均一に加熱することができる。
第１図は直管−直管における溶接部における高周波誘導
加熱コイル取付法の概念図、第２図は従来の管台取付溶
接部に対する加熱コイル取付構造図、第３図は本発明に
よる配管の接合部を巻回する高周波誘導加熱コイルの一
実施例を示す構成図である。 訃・・母管、６・・・管台、４．７・・・高周波誘導加
熱コ￥、 １ 目 ￥、 ２ 図 ｔ′ｌ＞□４ 第 ３ 図 予 手続補正書（自発） 特許庁長官島田春樹殿 事件の表示 昭和５６年特許願第 １０５５３４ 号発明の名称 配管系の溶接部の熱熟理方法 補正をする者 ÷１１こ一凋薩 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内−丁目５番１号名
称＋６１０１株式会社 日 立 製 イ乍所代表者 三
１）勝 茂 代 理 人 居 所 東京都千代田区丸の内−丁目５番１号明細書
の全文および図面 ′訂正明細書 発明の名称 ′ｄ％ｉ；、、４．ｇ￥４の’ＩＡ ’ｆ
ｌ；Ｗｆｊ Ｍ特許請求の範囲 １、配管の内部に冷却材を存在させ、前記配管の外面を
加熱用コイルにて加熱して前記配管の内面と外面との間
に温度差を発生させることにより配管溶接部の応力腐食
割れを防ぐ配管系の溶接部の熱処理方法において、前記
配管系の母管と管台の溶接部に対してほぼ同心状に、前
記加熱用コイルを前記母管上および管台上′にて巻回す
ることにより前記溶接部の全域にわたってほぼ均一に加
熱することを特徴とする配管系の溶接部の熱処理方法。 ２、前記加熱用コイルは前記１？１接部とほぼ平行に−
で 巻回ふれることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の配管系の溶接部の熱処理方法。 発明の詳細な説明 〜本発明性、高周波を利用して配管を加熱することによ
る配管系の熱処理−法に係り、Ｉ￥ＩＫ、母管と管台の
溶接部のように断面形状が大幅に変化するなどのように
加熱用コイル形状が急漱に変化する場合に好適な配管系
Ｏ熱処理方決に関する。 原子カプラント、火カブテントおよび化学プラント喀に
用いられる配管社、直管９曲り管その他の配管を溶接に
よシ接倉して一本の長い配管系を形成している。しかし
、近年、たとえば原子力発電プラントは高温、高圧力下
で使用される傾向にある丸め、このような配管に発生す
る応力も材料の降伏応力近くになる恐れがある。また、
配管は層性加工にて製作され、配管系を形成するために
溶接が使用される。この両者により配管に発生する引張
残留応力は、プラントの駆動中に生じる繰返し応力、例
えば繰返し熱応力と重畳して、大きな応力を発生させる
。特に、沸騰水ｍ原子力発電プラントの配管に用いられ
ているオーステナイト系ステンレス鋼配管のように、管
内を腐食性流体が流れる場合には、腐食疲労も考慮する
必要がある。このような配管系における応力腐食割れを
防止する方法として、例え杜特公１８５３−３８２４６
号公報に記載されるように、配管の内部に冷却材を存在
させ、配管を加熱して配管の内面と外面の間に温度差を
発生させ、内面を引張降伏させ、外面を圧縮ｖＩ＃伏さ
せる配管系の熱処理方決が提案されている。第１図は同
径の直管ＩＡ、ＩＢを一軸に配置した配管ｌの溶接部２
の周辺に高周波誘導加熱コイル３を配置し九ものである
。この熱処理方法においては、配管の内部に冷却材、例
えば原子力発電プラントの場合には原子炉の冷却水を存
在させておき、配管の溶接部近傍で配管の外面に沿って
加熱用コイルを巻回する。このコイルに通電して山界を
発生させる。配管の外周面は加熱されるが、配管の内部
には冷却材が存在するためあまり高温とならず、配管の
内面と外面の間に温度差が生じる。この温度は、外面を
圧縮降伏させ、内面を引！！降伏させる程度がよい。こ
うして熱処理が終了すると、配管の温度が次第に下がシ
、配管の外面に引張残留応力が発生し、一方配管の内面
には圧縮残留応力が発生する。内面に圧縮残留応力が発
生することによって、配管の腐食疲労強度が著しく増大
する。すなわち、原子力発電プラントにおいては、原子
炉の運転中に配管内を冷却水が流れることによって発生
する繰返し応力に対して耐えることができ、腐食性流体
が存在しても配管の腐食さらには破損を防ぐことができ
る。 このような熱処理方法が適用されるプラントの配管を加
熱できる最高温度に拡制限がある。例えば、原子力発電
ブラフ）に使用されているステンレス鋼の場合、加熱に
伴なう鋭敏化の問題の丸め、配管外面の加熱できる最高
温度は約５５０Ｃである。この制限の範囲内で、配管の
外面に圧縮降伏応力を発生させ、内面に引張降伏応力を
発生させるには、いかにして加熱温度の上限をおさえつ
つ必要なだけの大きい温度差を確保するかが重要な課題
となる。そのためには、加熱コイルの影響をうける範囲
内の配管外面の各部において、極端に温度が低い部分あ
るいは極端に高い部分を生じることなく、で亀る限ｐ均
一に加熱できることが必要になる。 加熱用コイルを使用したとＩＩｉの配管外面の均一な温
度分布は、コイル形状が単純な場合には理論通シ容具に
得られる。しかし、コイル形状が複雑な場合にはコイル
を流れる電流にょシ発生する磁束分布が変化し、そのた
め温度分布に不均一が生じる。 温度分布に不均一が生じる場合として杜、管台溶接部近
傍におけるコイル形状の複雑さによるものがある。たと
えば、母管に枝管を母管と直交して接続させる九めに母
管に管台を溶接する場合である。配管形状自体が複雑に
なシ、その結果、コイル形状が複雑になる。この場合に
は、磁束分布の変化に伴い温度上昇しにくい部分が生じ
る。 管台重付溶接部は母管と管台部の境界部となシ、管台部
の樵は母管の径より小さい。例えば、原子力発電所の再
循環系配管においては、母管祉２８インチであり、管台
は４インチであり、管台は母管に対してほぼ直交し且つ
短管である。 従来、第２図および第３図に示すように管台取付溶接部
ＭＯ残留応力を改善する場合、高周波誘導加熱コイル４
は母管５を中心として巻回するもので、この誘導加熱コ
イル４のうち管台６の取付部においては管台６の周側部
を沿うように配置されるようにしている。第３図は第２
図のＸ−Ｘ断面図である。 この場合、管台６の周側部を沿って配置される高周波誘
導加熱コイル４は管台６の前記高周波誘導加熱コイル４
０巻回方向と一致する局側面を被う状態となシ、前記高
周波誘導加熱コイル４の巻回方向と直交する周側面は充
分に被うことができないものとなる。したがって図中管
台６におけるＰの領域は非加熱領域となってしまい溶接
部Ｎと溶接部Ｍの温度分布が不均一になる。 この場合、領域内面には従来の応力腐蝕割れ対策として
採用している溶体化処理、水***接処理、或いは外面バ
タリング工法とも関連して、局部加熱に起因する複雑な
応力発生が予想され、場合によって社逆効果のケースも
懸念される。 本発明の目的は、配管系の溶接部の形状が特異的に変化
しても、溶接部の全域にわたって均一な温度分布を得る
ことができる配管系の熱処理方法を提供することＩｌｃ
ある。 本発明は、上記の目的を達成するために、その％黴とす
るととろけ、配管の内部に冷却材を存在させ、６０記配
管の外面を加熱用コイルにて加熱して前記配管の内面と
外面との間に温度差を発生させることにより配管溶接部
の応力腐食割れを防ぐ配管系の溶接部の熱処理にわ′＃
−９、配管系の母管と管台の溶接部とほぼ同心状に、前
記加熱用コイルを前記母管上および管台上にて巻回する
ことにより前記溶接部を全域にわたりほぼ均一な温度分
布を得るようにしたことにある。 以下、本発明の一実施例を第４ｗＪないし第６図にもと
づいて説明する。 第４図において、母管７に管台８が直交して溶接されて
いる。母管７と管台８の溶接部を覆うように加熱用コイ
ル９が巻かれている。母管７および管台８の表面をほぼ
均一な温度分布にするため、とシわけ、溶接部の温度を
均一にするためには、溶接部Ｍと同心状に加熱用コイル
９を巻くことが望ましい。そのため、母管７上において
もコイルは母管７の軸まわシを巻回せずに、管台８の軸
のまわりを巻回するよう形成される。コイ〃９の断面影
状紘矩形１円状、楕円状などいずれでもよいが、中空で
あることがｍ１ｆｔ、い。大きい高周波電流を流すため
には、コイル９自体を冷却する全豪があり、コイル９を
中空状としてその内部に冷却水を流すことによりコイル
９が焼損するのを防いでいる。 第５図は、コイル９が管台８と同心状に巻回された状態
を示している。段落し部１０においては、コイル９のあ
るターンから次のターンへ移行する部分において直流の
方向が急激に変化する。 第６図は、第５図のＹ−Ｘ断面図である。この図によれ
ば、コイル９の各ターンはギャップＧを有して、管台８
と同心状に巻回されている。特に、管台８が管台８と母
管７との溶接部Ｍ以外の溶接部Ｎを有している場合には
、管台８部においては溶接部Ｎに沿って巻回するのがよ
い。このようにすることによって、両方の溶接部Ｍ、Ｈ
に対して均一に加熱でき、第３図に示すような局部加熱
による異常な応力発生を防止できる。 次に、ｔｓ７図および第８図にもとづいて別の実施例を
説明する。第７図に示される加熱コイル１１は、基本的
には第４図に示される加熱用コイル９の巻回と同様であ
シ、異なる点は、コイル巻回基準にある。第４図の実施
例においては、コイル９の巻回基準社管台５８の軸と直
角な千両にあるのに対して、第７図の実施例では、管台
８と母管７の溶接部Ｍを基準としている。すなわち、管
台８上においても、コイル１１は溶接部Ｍと平行に巻回
されている。これは、母管７の径と管台８の径が近い値
のとき、溶接部Ｍの形状が平面的でなくなシ、溶接部Ｍ
がコイル中心からずれやすくなるためである。 第９図は、第４図のように管台の軸と直角な平面をｔ−
２，とじてコイルを巻回した場合（○印）と、第７図の
ように管台と母管の溶接部を基準としてコイルを巻回し
た場合（×印）について、同一条件での配管上の温度分
布を比較したものである。 この図かられかるように、第７図の実施例によれば最高
温度が溶接部にあられれる単調な温度分布が得られ、し
かも最高温度が低く抑えられていることから局部的加熱
を少なくできることがわかる。 以上のべ九ことから明らか表ように、本発明による配管
系の熱処理方法および加熱用コイルによれば、母管と管
台部の溶接部全域にわたって均一に加熱することができ
る。 図面の簡単な説明 第１図は直管と直管の溶接部に加熱用コイルを取付けた
状態の部分断面図、第２図は従来の管台取付溶接部に対
する加熱コイル取付構造図、第３図は第２図のｘ−ｘ断
面図、第４図は本発明による配管の溶接部を巻回する加
熱コイルの一実施例を示す斜視図、第５図は第４図の管
台の軸方向からみた図、第６図は第５図のＹ−Ｙ断面図
、第７図は本発明の第二の実施例を示す斜視図、第８図
は第７図のＺ−２断面図、第９図は第４図の実施例によ
る熱処理と第７図の実施例による熱処理における温度分
布を比較したグラフで参る。 ７・・・母管、８・・・管台、９．１１・・・高周波誘
導加熱芽Ｉ図 １２０ 第３目 芽４目
加熱コイル取付法の概念図、第２図は従来の管台取付溶
接部に対する加熱コイル取付構造図、第３図は本発明に
よる配管の接合部を巻回する高周波誘導加熱コイルの一
実施例を示す構成図である。 訃・・母管、６・・・管台、４．７・・・高周波誘導加
熱コ￥、 １ 目 ￥、 ２ 図 ｔ′ｌ＞□４ 第 ３ 図 予 手続補正書（自発） 特許庁長官島田春樹殿 事件の表示 昭和５６年特許願第 １０５５３４ 号発明の名称 配管系の溶接部の熱熟理方法 補正をする者 ÷１１こ一凋薩 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内−丁目５番１号名
称＋６１０１株式会社 日 立 製 イ乍所代表者 三
１）勝 茂 代 理 人 居 所 東京都千代田区丸の内−丁目５番１号明細書
の全文および図面 ′訂正明細書 発明の名称 ′ｄ％ｉ；、、４．ｇ￥４の’ＩＡ ’ｆ
ｌ；Ｗｆｊ Ｍ特許請求の範囲 １、配管の内部に冷却材を存在させ、前記配管の外面を
加熱用コイルにて加熱して前記配管の内面と外面との間
に温度差を発生させることにより配管溶接部の応力腐食
割れを防ぐ配管系の溶接部の熱処理方法において、前記
配管系の母管と管台の溶接部に対してほぼ同心状に、前
記加熱用コイルを前記母管上および管台上′にて巻回す
ることにより前記溶接部の全域にわたってほぼ均一に加
熱することを特徴とする配管系の溶接部の熱処理方法。 ２、前記加熱用コイルは前記１？１接部とほぼ平行に−
で 巻回ふれることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の配管系の溶接部の熱処理方法。 発明の詳細な説明 〜本発明性、高周波を利用して配管を加熱することによ
る配管系の熱処理−法に係り、Ｉ￥ＩＫ、母管と管台の
溶接部のように断面形状が大幅に変化するなどのように
加熱用コイル形状が急漱に変化する場合に好適な配管系
Ｏ熱処理方決に関する。 原子カプラント、火カブテントおよび化学プラント喀に
用いられる配管社、直管９曲り管その他の配管を溶接に
よシ接倉して一本の長い配管系を形成している。しかし
、近年、たとえば原子力発電プラントは高温、高圧力下
で使用される傾向にある丸め、このような配管に発生す
る応力も材料の降伏応力近くになる恐れがある。また、
配管は層性加工にて製作され、配管系を形成するために
溶接が使用される。この両者により配管に発生する引張
残留応力は、プラントの駆動中に生じる繰返し応力、例
えば繰返し熱応力と重畳して、大きな応力を発生させる
。特に、沸騰水ｍ原子力発電プラントの配管に用いられ
ているオーステナイト系ステンレス鋼配管のように、管
内を腐食性流体が流れる場合には、腐食疲労も考慮する
必要がある。このような配管系における応力腐食割れを
防止する方法として、例え杜特公１８５３−３８２４６
号公報に記載されるように、配管の内部に冷却材を存在
させ、配管を加熱して配管の内面と外面の間に温度差を
発生させ、内面を引張降伏させ、外面を圧縮ｖＩ＃伏さ
せる配管系の熱処理方決が提案されている。第１図は同
径の直管ＩＡ、ＩＢを一軸に配置した配管ｌの溶接部２
の周辺に高周波誘導加熱コイル３を配置し九ものである
。この熱処理方法においては、配管の内部に冷却材、例
えば原子力発電プラントの場合には原子炉の冷却水を存
在させておき、配管の溶接部近傍で配管の外面に沿って
加熱用コイルを巻回する。このコイルに通電して山界を
発生させる。配管の外周面は加熱されるが、配管の内部
には冷却材が存在するためあまり高温とならず、配管の
内面と外面の間に温度差が生じる。この温度は、外面を
圧縮降伏させ、内面を引！！降伏させる程度がよい。こ
うして熱処理が終了すると、配管の温度が次第に下がシ
、配管の外面に引張残留応力が発生し、一方配管の内面
には圧縮残留応力が発生する。内面に圧縮残留応力が発
生することによって、配管の腐食疲労強度が著しく増大
する。すなわち、原子力発電プラントにおいては、原子
炉の運転中に配管内を冷却水が流れることによって発生
する繰返し応力に対して耐えることができ、腐食性流体
が存在しても配管の腐食さらには破損を防ぐことができ
る。 このような熱処理方法が適用されるプラントの配管を加
熱できる最高温度に拡制限がある。例えば、原子力発電
ブラフ）に使用されているステンレス鋼の場合、加熱に
伴なう鋭敏化の問題の丸め、配管外面の加熱できる最高
温度は約５５０Ｃである。この制限の範囲内で、配管の
外面に圧縮降伏応力を発生させ、内面に引張降伏応力を
発生させるには、いかにして加熱温度の上限をおさえつ
つ必要なだけの大きい温度差を確保するかが重要な課題
となる。そのためには、加熱コイルの影響をうける範囲
内の配管外面の各部において、極端に温度が低い部分あ
るいは極端に高い部分を生じることなく、で亀る限ｐ均
一に加熱できることが必要になる。 加熱用コイルを使用したとＩＩｉの配管外面の均一な温
度分布は、コイル形状が単純な場合には理論通シ容具に
得られる。しかし、コイル形状が複雑な場合にはコイル
を流れる電流にょシ発生する磁束分布が変化し、そのた
め温度分布に不均一が生じる。 温度分布に不均一が生じる場合として杜、管台溶接部近
傍におけるコイル形状の複雑さによるものがある。たと
えば、母管に枝管を母管と直交して接続させる九めに母
管に管台を溶接する場合である。配管形状自体が複雑に
なシ、その結果、コイル形状が複雑になる。この場合に
は、磁束分布の変化に伴い温度上昇しにくい部分が生じ
る。 管台重付溶接部は母管と管台部の境界部となシ、管台部
の樵は母管の径より小さい。例えば、原子力発電所の再
循環系配管においては、母管祉２８インチであり、管台
は４インチであり、管台は母管に対してほぼ直交し且つ
短管である。 従来、第２図および第３図に示すように管台取付溶接部
ＭＯ残留応力を改善する場合、高周波誘導加熱コイル４
は母管５を中心として巻回するもので、この誘導加熱コ
イル４のうち管台６の取付部においては管台６の周側部
を沿うように配置されるようにしている。第３図は第２
図のＸ−Ｘ断面図である。 この場合、管台６の周側部を沿って配置される高周波誘
導加熱コイル４は管台６の前記高周波誘導加熱コイル４
０巻回方向と一致する局側面を被う状態となシ、前記高
周波誘導加熱コイル４の巻回方向と直交する周側面は充
分に被うことができないものとなる。したがって図中管
台６におけるＰの領域は非加熱領域となってしまい溶接
部Ｎと溶接部Ｍの温度分布が不均一になる。 この場合、領域内面には従来の応力腐蝕割れ対策として
採用している溶体化処理、水***接処理、或いは外面バ
タリング工法とも関連して、局部加熱に起因する複雑な
応力発生が予想され、場合によって社逆効果のケースも
懸念される。 本発明の目的は、配管系の溶接部の形状が特異的に変化
しても、溶接部の全域にわたって均一な温度分布を得る
ことができる配管系の熱処理方法を提供することＩｌｃ
ある。 本発明は、上記の目的を達成するために、その％黴とす
るととろけ、配管の内部に冷却材を存在させ、６０記配
管の外面を加熱用コイルにて加熱して前記配管の内面と
外面との間に温度差を発生させることにより配管溶接部
の応力腐食割れを防ぐ配管系の溶接部の熱処理にわ′＃
−９、配管系の母管と管台の溶接部とほぼ同心状に、前
記加熱用コイルを前記母管上および管台上にて巻回する
ことにより前記溶接部を全域にわたりほぼ均一な温度分
布を得るようにしたことにある。 以下、本発明の一実施例を第４ｗＪないし第６図にもと
づいて説明する。 第４図において、母管７に管台８が直交して溶接されて
いる。母管７と管台８の溶接部を覆うように加熱用コイ
ル９が巻かれている。母管７および管台８の表面をほぼ
均一な温度分布にするため、とシわけ、溶接部の温度を
均一にするためには、溶接部Ｍと同心状に加熱用コイル
９を巻くことが望ましい。そのため、母管７上において
もコイルは母管７の軸まわシを巻回せずに、管台８の軸
のまわりを巻回するよう形成される。コイ〃９の断面影
状紘矩形１円状、楕円状などいずれでもよいが、中空で
あることがｍ１ｆｔ、い。大きい高周波電流を流すため
には、コイル９自体を冷却する全豪があり、コイル９を
中空状としてその内部に冷却水を流すことによりコイル
９が焼損するのを防いでいる。 第５図は、コイル９が管台８と同心状に巻回された状態
を示している。段落し部１０においては、コイル９のあ
るターンから次のターンへ移行する部分において直流の
方向が急激に変化する。 第６図は、第５図のＹ−Ｘ断面図である。この図によれ
ば、コイル９の各ターンはギャップＧを有して、管台８
と同心状に巻回されている。特に、管台８が管台８と母
管７との溶接部Ｍ以外の溶接部Ｎを有している場合には
、管台８部においては溶接部Ｎに沿って巻回するのがよ
い。このようにすることによって、両方の溶接部Ｍ、Ｈ
に対して均一に加熱でき、第３図に示すような局部加熱
による異常な応力発生を防止できる。 次に、ｔｓ７図および第８図にもとづいて別の実施例を
説明する。第７図に示される加熱コイル１１は、基本的
には第４図に示される加熱用コイル９の巻回と同様であ
シ、異なる点は、コイル巻回基準にある。第４図の実施
例においては、コイル９の巻回基準社管台５８の軸と直
角な千両にあるのに対して、第７図の実施例では、管台
８と母管７の溶接部Ｍを基準としている。すなわち、管
台８上においても、コイル１１は溶接部Ｍと平行に巻回
されている。これは、母管７の径と管台８の径が近い値
のとき、溶接部Ｍの形状が平面的でなくなシ、溶接部Ｍ
がコイル中心からずれやすくなるためである。 第９図は、第４図のように管台の軸と直角な平面をｔ−
２，とじてコイルを巻回した場合（○印）と、第７図の
ように管台と母管の溶接部を基準としてコイルを巻回し
た場合（×印）について、同一条件での配管上の温度分
布を比較したものである。 この図かられかるように、第７図の実施例によれば最高
温度が溶接部にあられれる単調な温度分布が得られ、し
かも最高温度が低く抑えられていることから局部的加熱
を少なくできることがわかる。 以上のべ九ことから明らか表ように、本発明による配管
系の熱処理方法および加熱用コイルによれば、母管と管
台部の溶接部全域にわたって均一に加熱することができ
る。 図面の簡単な説明 第１図は直管と直管の溶接部に加熱用コイルを取付けた
状態の部分断面図、第２図は従来の管台取付溶接部に対
する加熱コイル取付構造図、第３図は第２図のｘ−ｘ断
面図、第４図は本発明による配管の溶接部を巻回する加
熱コイルの一実施例を示す斜視図、第５図は第４図の管
台の軸方向からみた図、第６図は第５図のＹ−Ｙ断面図
、第７図は本発明の第二の実施例を示す斜視図、第８図
は第７図のＺ−２断面図、第９図は第４図の実施例によ
る熱処理と第７図の実施例による熱処理における温度分
布を比較したグラフで参る。 ７・・・母管、８・・・管台、９．１１・・・高周波誘
導加熱芽Ｉ図 １２０ 第３目 芽４目
Claims (1)
- １、母管に対して管台部が溶接され、さらに管台部の前
記母管近傍に溶接部を有する配管において管台部を中心
としてコイルを同心的に巻回することにより管台部の溶
接部を被い管台部を中心とする同心的巻回は管台部近傍
の母管周面に至って管台部と母管との溶接部をも被うよ
うにしたことを特徴とする配管の接合部に巻回される高
周波誘導加熱コイル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105534A JPS589786A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 配管系の溶接部の熱処理方法 |
| US06/391,305 US4505763A (en) | 1981-07-08 | 1982-06-23 | Heat-treating method of weld portion of piping system and heating coil for the heat treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105534A JPS589786A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 配管系の溶接部の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589786A true JPS589786A (ja) | 1983-01-20 |
| JPS6124117B2 JPS6124117B2 (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=14410247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105534A Granted JPS589786A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 配管系の溶接部の熱処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4505763A (ja) |
| JP (1) | JPS589786A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4590346A (en) * | 1982-04-30 | 1986-05-20 | Hitachi, Ltd. | Method of heating piping arrangement and heating coil |
| JP2009056468A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管台内面水冷方法及び栓 |
| KR101204884B1 (ko) | 2011-06-03 | 2012-11-26 | 김양필 | 고주파 유도 코일을 이용한 알루미늄 제품 용접방법 |
| CN104148840A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-11-19 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种接管座对接接头局部焊后热处理方法 |
| WO2021232618A1 (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 青岛科技大学 | 厚壁承压设备焊后局部感应热处理的加热均温方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077919A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-02 | Hitachi Ltd | 周溶接部の残留応力改善法 |
| JPS60141825A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二重管部を有する管体の熱処理方法 |
| JPS60197823A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-07 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 配管の溶接継手部における残留応力改善のための加熱方法及び加熱装置 |
| JPS60255930A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-17 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 枝付管の溶接部における残留応力改善のための加熱方法及び加熱装置 |
| US4687894A (en) * | 1985-05-29 | 1987-08-18 | Daiichi Koshuha Kogyo Kabushiki Kaisha | Induction heating method and apparatus for relieving residual stress in welded joints in pipe line |
| US7032809B1 (en) | 2002-01-18 | 2006-04-25 | Steel Ventures, L.L.C. | Seam-welded metal pipe and method of making the same without seam anneal |
| US8124003B2 (en) * | 2006-06-29 | 2012-02-28 | Superheat Fgh Technologies Inc. | Method and apparatus for remote controlling monitoring and/or servicing heat-treatment equipment via wireless communications |
| GB0704118D0 (en) * | 2007-03-02 | 2007-04-11 | Welding Inst | Method of relieving residual stress in a welded structure |
| US8075714B2 (en) * | 2008-01-22 | 2011-12-13 | Caterpillar Inc. | Localized induction heating for residual stress optimization |
| JP5427575B2 (ja) * | 2009-08-28 | 2014-02-26 | 三菱重工業株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼製機器および配管の切削加工方法ならびにこれを用いて切削加工された原子力プラントの機器および配管 |
| EP2357099B1 (de) * | 2010-02-16 | 2017-07-12 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Stabilisator und Verfahren zum Herstellen eines Stabilisators |
| CN104148841B (zh) * | 2014-08-15 | 2016-02-03 | 苏州热工研究院有限公司 | 三通主管对接接头局部焊后热处理方法 |
| CN104625509A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-20 | 中国神华能源股份有限公司 | 管道连接角焊缝的加热方法 |
| US10731849B2 (en) * | 2016-06-03 | 2020-08-04 | General Electric Technology Gmbh | Apparatus and method for welding a waterwall panel |
| CN112176160B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-03-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种接管座现场复合热处理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338246A (en) * | 1976-09-21 | 1978-04-08 | Toshiba Corp | Amplifier circuit |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2249909A (en) * | 1939-05-10 | 1941-07-22 | Pisarev David | End heating device |
| US2303408A (en) * | 1941-07-16 | 1942-12-01 | Walter H Soderholm | Heat treatment of projectiles |
| SU739755A1 (ru) * | 1978-01-09 | 1980-06-05 | Предприятие П/Я А-3602 | Индуктор дл нагрева участков изделий и способ его монтажа |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP56105534A patent/JPS589786A/ja active Granted
-
1982
- 1982-06-23 US US06/391,305 patent/US4505763A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338246A (en) * | 1976-09-21 | 1978-04-08 | Toshiba Corp | Amplifier circuit |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4590346A (en) * | 1982-04-30 | 1986-05-20 | Hitachi, Ltd. | Method of heating piping arrangement and heating coil |
| JP2009056468A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管台内面水冷方法及び栓 |
| KR101204884B1 (ko) | 2011-06-03 | 2012-11-26 | 김양필 | 고주파 유도 코일을 이용한 알루미늄 제품 용접방법 |
| CN104148840A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-11-19 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种接管座对接接头局部焊后热处理方法 |
| WO2021232618A1 (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 青岛科技大学 | 厚壁承压设备焊后局部感应热处理的加热均温方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6124117B2 (ja) | 1986-06-09 |
| US4505763A (en) | 1985-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS589786A (ja) | 配管系の溶接部の熱処理方法 | |
| EP0093349B1 (en) | Method of heating piping arrangement and heating coil | |
| JPS60255930A (ja) | 枝付管の溶接部における残留応力改善のための加熱方法及び加熱装置 | |
| US20060113010A1 (en) | Heat treatment method and device for piping | |
| US4178022A (en) | Welded austenitic steel pipe assembly | |
| JP2004211187A (ja) | 配管系の熱処理方法および熱処理装置 | |
| JP3746651B2 (ja) | 溶接残留応力の低減方法とその装置 | |
| US2849387A (en) | Corrosion resistant jacketed metal body | |
| JP2018085226A (ja) | 電磁誘導加熱装置 | |
| JP2681589B2 (ja) | 配管溶接継手の熱処理方法 | |
| JPS60141825A (ja) | 二重管部を有する管体の熱処理方法 | |
| JP2004331999A (ja) | 管の熱処理方法、及び熱処理装置 | |
| JPS5952689B2 (ja) | 鋼管内外面の残留応力改善方法 | |
| JPS6130626A (ja) | 金属管の熱処理方法 | |
| KR101830532B1 (ko) | 원전 배관의 이종접합부 피더블유에스씨씨(pwscc) 저항성 개선을 위한 열처리 방법 | |
| JP2005195522A (ja) | 配管系の熱処理装置 | |
| JPS6033315A (ja) | 配管の熱処理方法 | |
| CN212785917U (zh) | 一种浸没式加热器 | |
| CN219709546U (zh) | 一种异型焊接接头的局部热处理装置 | |
| JPH06101379B2 (ja) | ギヤツプ可変型高周波誘導加熱コイル | |
| JPS60131923A (ja) | 二重管溶接部の熱処理方法 | |
| JPH038568A (ja) | 金属管の応力腐食割れ改善方法 | |
| JPS608917B2 (ja) | オ−ステナイト系ステンレス鋼管の溶接方法 | |
| JPS60135526A (ja) | 二重管溶接部の熱処理方法 | |
| JPS5617187A (en) | Method of relieving residual stress of welding |