JPH0952194A - 高Ｃｒ系Ｎｉ合金部材の溶接方法 - Google Patents
高Ｃｒ系Ｎｉ合金部材の溶接方法Info
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- JPH0952194A JPH0952194A JP20566195A JP20566195A JPH0952194A JP H0952194 A JPH0952194 A JP H0952194A JP 20566195 A JP20566195 A JP 20566195A JP 20566195 A JP20566195 A JP 20566195A JP H0952194 A JPH0952194 A JP H0952194A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｎｂを含まない高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部
材どうしの溶接において、溶接割れの発生を可及的に少
なくする。 【解決手段】 Ｃ：０.１〜０.５％(重量％、以下同
じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４０〜
５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６％、
Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.８
％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質的にＮｉである高Ｃｒ
系Ｎｉ合金からなる部材と部材の溶接を、Ｃ：０.１〜
０.５％、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４
０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６
％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.
８％、Ｗ：０.５〜５％、Ｎｂ：０.５〜３％、残部実質
的にＮｉであるＮｂ含有高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる溶接
棒を用いて行なう。
材どうしの溶接において、溶接割れの発生を可及的に少
なくする。 【解決手段】 Ｃ：０.１〜０.５％(重量％、以下同
じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４０〜
５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６％、
Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.８
％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質的にＮｉである高Ｃｒ
系Ｎｉ合金からなる部材と部材の溶接を、Ｃ：０.１〜
０.５％、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４
０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６
％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.
８％、Ｗ：０.５〜５％、Ｎｂ：０.５〜３％、残部実質
的にＮｉであるＮｂ含有高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる溶接
棒を用いて行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば石油化学工
業におけるエチレン製造用クラッキングチューブの如
く、高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材の溶接方法に関す
る。
業におけるエチレン製造用クラッキングチューブの如
く、高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材の溶接方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エチレン製造は、クラッキングチューブ
内にナフサ等を流通させながら、高温(約８００〜１０
００℃)、低圧(約５kg/cm2以下)の条件下で熱分解させ
るもので、その操業過程で、反応系から固形炭素が析出
し、管壁内面に付着して管壁内部に拡散侵入する浸炭現
象を生じる。この浸炭抵抗性を改善するために、出願人
は、以前に高Ｃｒ系Ｎｉ合金を提案した。
内にナフサ等を流通させながら、高温(約８００〜１０
００℃)、低圧(約５kg/cm2以下)の条件下で熱分解させ
るもので、その操業過程で、反応系から固形炭素が析出
し、管壁内面に付着して管壁内部に拡散侵入する浸炭現
象を生じる。この浸炭抵抗性を改善するために、出願人
は、以前に高Ｃｒ系Ｎｉ合金を提案した。
【０００３】ところで、エチレン製造用クラッキングチ
ューブ(1)は、図１に示す如く、内径約５０〜１５０m
m、肉厚約６〜１０mm、長さ約８〜１０ｍの直管部(2)の
端部に、屈曲部(3)を溶接接合してコイル状に組み立て
られている。直管部(2)は長さ約３ｍの筒状体(20)の端
部どうしを、符号(4)で示す如く、溶接接合して形成さ
れる。かかる部材どうしの溶接においては、共金溶接棒
が一般的に使用される。共金溶接棒とは、直管部を構成
する鋳造筒状体から切り出した材料を、溶接棒として使
用するもので、溶着部の材料成分と母材の材料成分を同
一にして、クラッキングチューブ全体としての材質の均
質化を図るものである。
ューブ(1)は、図１に示す如く、内径約５０〜１５０m
m、肉厚約６〜１０mm、長さ約８〜１０ｍの直管部(2)の
端部に、屈曲部(3)を溶接接合してコイル状に組み立て
られている。直管部(2)は長さ約３ｍの筒状体(20)の端
部どうしを、符号(4)で示す如く、溶接接合して形成さ
れる。かかる部材どうしの溶接においては、共金溶接棒
が一般的に使用される。共金溶接棒とは、直管部を構成
する鋳造筒状体から切り出した材料を、溶接棒として使
用するもので、溶着部の材料成分と母材の材料成分を同
一にして、クラッキングチューブ全体としての材質の均
質化を図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｃ：０.１〜
０.５％(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：
３％以下、Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔ
ｉ：０.０５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ
＋Ｚｒ：０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質
的にＮｉである高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材どうしの
溶接において共金溶接棒を使用すると、溶接条件によっ
ては、溶接割れの発生することがあった。この溶接割れ
は、粒界で発生しており、高温での粒界強度を改善する
必要がある。本発明の目的は、前記成分組成の高Ｃｒ系
Ｎｉ合金からなる部材どうしの溶接において、高温での
粒界強度の向上を図り、溶接割れの発生しにくい溶接方
法を提供することである。
０.５％(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：
３％以下、Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔ
ｉ：０.０５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ
＋Ｚｒ：０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質
的にＮｉである高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材どうしの
溶接において共金溶接棒を使用すると、溶接条件によっ
ては、溶接割れの発生することがあった。この溶接割れ
は、粒界で発生しており、高温での粒界強度を改善する
必要がある。本発明の目的は、前記成分組成の高Ｃｒ系
Ｎｉ合金からなる部材どうしの溶接において、高温での
粒界強度の向上を図り、溶接割れの発生しにくい溶接方
法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】Ｃ：０.１〜０.５％(重
量％、以下同じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、
Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０
５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：
０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質的にＮｉ
である高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材どうしの溶接にお
いて、Ｃ：０.１〜０.５％、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３
％以下、Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔ
ｉ：０.０５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ
＋Ｚｒ：０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、Ｎｂ：０.
５〜３％、残部実質的にＮｉであるＮｂ含有高Ｃｒ系Ｎ
ｉ合金の溶接棒を用いて溶接を行なうようにしたもので
ある。なお、部材を構成する高Ｃｒ系Ｎｉ合金にＡｌ：
０.０２〜０.５％を含有する場合、溶接棒を構成するＮ
ｂ含有高Ｃｒ系Ｎｉ合金も同様にＡｌ：０.０２〜０.５
％を含有させるものとする。残部実質的にＮｉとは、通
常の溶製中に不可避的に含まれるＰ、Ｓ等の不純物元素
とＮｉであることを意味する。
量％、以下同じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、
Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０
５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：
０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質的にＮｉ
である高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材どうしの溶接にお
いて、Ｃ：０.１〜０.５％、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３
％以下、Ｃｒ：４０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔ
ｉ：０.０５〜０.６％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ
＋Ｚｒ：０.２〜０.８％、Ｗ：０.５〜５％、Ｎｂ：０.
５〜３％、残部実質的にＮｉであるＮｂ含有高Ｃｒ系Ｎ
ｉ合金の溶接棒を用いて溶接を行なうようにしたもので
ある。なお、部材を構成する高Ｃｒ系Ｎｉ合金にＡｌ：
０.０２〜０.５％を含有する場合、溶接棒を構成するＮ
ｂ含有高Ｃｒ系Ｎｉ合金も同様にＡｌ：０.０２〜０.５
％を含有させるものとする。残部実質的にＮｉとは、通
常の溶製中に不可避的に含まれるＰ、Ｓ等の不純物元素
とＮｉであることを意味する。
【０００６】
【作用】Ｎｂを含まない高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる部材
どうしの溶接を、共金溶接棒を用いて行なうと、溶融凝
固時、Ｃｒ炭化物が結晶粒界に析出する。このＣｒ炭化
物は塊状であるため、熱収縮等に起因して微細な亀裂が
粒界に発生すると、その亀裂はＣｒ炭化物を伝って内部
に伝播し、大きなクラックに進展し、いわゆる溶接割れ
となる。しかし、本発明のように、所定量のＮｂを含有
する溶接棒を用いて溶接を行なうと、溶融凝固時、Ｎｂ
ＣがＣｒ炭化物よりも優先して結晶粒界に析出する。こ
のＮｂＣは層状であるため、粒界に微細な亀裂が発生し
ても、亀裂はその層部分にとどまり、内部への伝播は防
止され、大きなクラックに進展することはない。また、
Ｎｂの含有により、結晶粒が微細化されて、粒界強度が
高められており、亀裂そのものが発生し難くなってい
る。
どうしの溶接を、共金溶接棒を用いて行なうと、溶融凝
固時、Ｃｒ炭化物が結晶粒界に析出する。このＣｒ炭化
物は塊状であるため、熱収縮等に起因して微細な亀裂が
粒界に発生すると、その亀裂はＣｒ炭化物を伝って内部
に伝播し、大きなクラックに進展し、いわゆる溶接割れ
となる。しかし、本発明のように、所定量のＮｂを含有
する溶接棒を用いて溶接を行なうと、溶融凝固時、Ｎｂ
ＣがＣｒ炭化物よりも優先して結晶粒界に析出する。こ
のＮｂＣは層状であるため、粒界に微細な亀裂が発生し
ても、亀裂はその層部分にとどまり、内部への伝播は防
止され、大きなクラックに進展することはない。また、
Ｎｂの含有により、結晶粒が微細化されて、粒界強度が
高められており、亀裂そのものが発生し難くなってい
る。
【０００７】
【実施例】実施例１ 遠心力鋳造により、表１に示す成分組成の鋳造管(外径
１３０mm、内径１１０mm、長さ５７０mm)を作製し、こ
の鋳造管を数箇所で径方向に切断した後、図２に示す如
く開先形状に機械加工した供試管を作製した。次に、表
１に示す成分組成の溶接棒１と溶接棒２を用いて、突合
せ溶接を行なった。溶接棒１は、本発明の実施例であっ
てＮｂを含む高Ｃｒ系Ｎｉ合金の溶接棒であり、溶接棒
２は、比較例であって前記鋳造管から切り出した共金溶
接棒である。溶接棒のサイズは、断面２.４×２.４mmで
ある。溶接は、手動ＴＩＧ溶接により、Ａｒガス雰囲気
下にて、供試管を回転ローラ上で回転させながら実施し
た。溶接は、初層から第５層まで積層して行ない、各層
毎に溶接部の液体浸透検査を行ない、溶接割れの有無を
調べた。溶接の積層形態を図３に示す。また、溶接条件
及び各層毎の液体浸透検査の結果を表２に示す。溶接棒
２を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れが発見
されたため、第２層以降の試験は中止した。
１３０mm、内径１１０mm、長さ５７０mm)を作製し、こ
の鋳造管を数箇所で径方向に切断した後、図２に示す如
く開先形状に機械加工した供試管を作製した。次に、表
１に示す成分組成の溶接棒１と溶接棒２を用いて、突合
せ溶接を行なった。溶接棒１は、本発明の実施例であっ
てＮｂを含む高Ｃｒ系Ｎｉ合金の溶接棒であり、溶接棒
２は、比較例であって前記鋳造管から切り出した共金溶
接棒である。溶接棒のサイズは、断面２.４×２.４mmで
ある。溶接は、手動ＴＩＧ溶接により、Ａｒガス雰囲気
下にて、供試管を回転ローラ上で回転させながら実施し
た。溶接は、初層から第５層まで積層して行ない、各層
毎に溶接部の液体浸透検査を行ない、溶接割れの有無を
調べた。溶接の積層形態を図３に示す。また、溶接条件
及び各層毎の液体浸透検査の結果を表２に示す。溶接棒
２を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れが発見
されたため、第２層以降の試験は中止した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】表１及び表２から明らかなように、本発明
の実施例である溶接棒１を用いた溶接試験では、溶接割
れは全く認められなかった。これに対し、比較例である
溶接棒２を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れ
が認められた。
の実施例である溶接棒１を用いた溶接試験では、溶接割
れは全く認められなかった。これに対し、比較例である
溶接棒２を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れ
が認められた。
【００１１】実施例２ 請求項２に規定するＡｌを含有する成分組成の供試管を
作製し、実施例１と同じ要領にて、溶接試験及び液体浸
透検査を行なった。供試管、溶接棒３及び溶接棒４の成
分組成を表３に示す。溶接条件及び各層毎の液体浸透検
査の結果を表４に示す。なお、溶接棒３は、本発明の実
施例であってＮｂを含む高Ｃｒ系Ｎｉ合金の溶接棒であ
り、溶接棒４は、比較例であって前記供試鋳造管から切
り出した共金溶接棒である。
作製し、実施例１と同じ要領にて、溶接試験及び液体浸
透検査を行なった。供試管、溶接棒３及び溶接棒４の成
分組成を表３に示す。溶接条件及び各層毎の液体浸透検
査の結果を表４に示す。なお、溶接棒３は、本発明の実
施例であってＮｂを含む高Ｃｒ系Ｎｉ合金の溶接棒であ
り、溶接棒４は、比較例であって前記供試鋳造管から切
り出した共金溶接棒である。
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】表３及び表４から明らかなように、本発明
の実施例である溶接棒３を用いた溶接試験では、溶接割
れは全く認められなかった。これに対し、比較例である
溶接棒４を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れ
が認められた。
の実施例である溶接棒３を用いた溶接試験では、溶接割
れは全く認められなかった。これに対し、比較例である
溶接棒４を用いた溶接試験では、初層の段階で溶接割れ
が認められた。
【００１５】
【発明の効果】前述した合金成分の高Ｃｒ系Ｎｉ合金か
らなる部材どうしの溶接を、前述した成分のＮｂ含有高
Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる溶接棒を用いて行なうことによ
り、溶接割れ発生の可能性を可及的に少なくすることが
できる。なお、溶接は、前述のＴＩＧ溶接に限定される
ものでなく、ＭＩＧ溶接その他の溶接法を用いることが
できる。本発明の溶接方法を用いることにより、クラッ
キングチューブの組立て工程の能率を著しく高めること
ができる。
らなる部材どうしの溶接を、前述した成分のＮｂ含有高
Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる溶接棒を用いて行なうことによ
り、溶接割れ発生の可能性を可及的に少なくすることが
できる。なお、溶接は、前述のＴＩＧ溶接に限定される
ものでなく、ＭＩＧ溶接その他の溶接法を用いることが
できる。本発明の溶接方法を用いることにより、クラッ
キングチューブの組立て工程の能率を著しく高めること
ができる。
【図１】クラッキングチューブの組立て状態の略説明図
である。
である。
【図２】供試管の端部溶接の開先形状を示す断面図であ
る。
る。
【図３】溶接試験の積層形態を説明する断面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０.１〜０.５％(重量％、以下同
じ)、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４０〜
５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６％、
Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.８
％、Ｗ：０.５〜５％、残部実質的にＮｉである高Ｃｒ
系Ｎｉ合金からなる部材と部材の溶接を、Ｃ：０.１〜
０.５％、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：３％以下、Ｃｒ：４
０〜５０％、Ｆｅ：１０％以下、Ｔｉ：０.０５〜０.６
％、Ｚｒ：０.０５〜０.６％、Ｔｉ＋Ｚｒ：０.２〜０.
８％、Ｗ：０.５〜５％、Ｎｂ：０.５〜３％、残部実質
的にＮｉであるＮｂ含有高Ｃｒ系Ｎｉ合金からなる溶接
棒を用いて行なうことを特徴とする、高Ｃｒ系Ｎｉ合金
部材の溶接方法。 - 【請求項２】 高Ｃｒ系Ｎｉ合金及びＮｂ含有高Ｃｒ系
Ｎｉ合金は、夫々、Ａｌ：０.０２〜０.５％を含んでい
る請求項１に記載の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20566195A JPH0952194A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高Ｃｒ系Ｎｉ合金部材の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20566195A JPH0952194A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高Ｃｒ系Ｎｉ合金部材の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0952194A true JPH0952194A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16510599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20566195A Withdrawn JPH0952194A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高Ｃｒ系Ｎｉ合金部材の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0952194A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009093676A1 (ja) | 2008-01-25 | 2009-07-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 溶接材料および溶接継手構造体 |
| US8568901B2 (en) * | 2006-11-21 | 2013-10-29 | Huntington Alloys Corporation | Filler metal composition and method for overlaying low NOx power boiler tubes |
| CN107042370A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-08-15 | 南京航空航天大学 | 一种高Cr含量Ni基耐高温合金焊丝及制备工艺 |
| US11130201B2 (en) | 2014-09-05 | 2021-09-28 | Ametek, Inc. | Nickel-chromium alloy and method of making the same |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20566195A patent/JPH0952194A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8568901B2 (en) * | 2006-11-21 | 2013-10-29 | Huntington Alloys Corporation | Filler metal composition and method for overlaying low NOx power boiler tubes |
| WO2009093676A1 (ja) | 2008-01-25 | 2009-07-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 溶接材料および溶接継手構造体 |
| US7951469B2 (en) | 2008-01-25 | 2011-05-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Welding material and welded joint structure |
| US8158274B2 (en) | 2008-01-25 | 2012-04-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Welding material and welded joint structure |
| US11130201B2 (en) | 2014-09-05 | 2021-09-28 | Ametek, Inc. | Nickel-chromium alloy and method of making the same |
| CN107042370A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-08-15 | 南京航空航天大学 | 一种高Cr含量Ni基耐高温合金焊丝及制备工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |