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JFE技報 ONLINE ISSN 2185-4327 / PRINT ISSN 1348-0669

No.34 溶接・接合特集号

ラインパイプ用電縫鋼管の溶接部の高信頼性技術
High Reliability Technology of the Weld Zone of the High-Frequency Electric Resistance Welding Line Pipes

岡部 能知 OKABE Takatoshi JFEスチール スチール研究所 鋼管・鋳物研究部 主任研究員(課長)
飯塚 幸理 IIZUKA Yukinori JFEスチール スチール研究所 計測制御研究部長・博士(工学)
伊木 聡 IGI Satoshi JFEスチール スチール研究所 接合・強度研究部 主任研究員(部長)・博士(工学)

要旨

エネルギー分野や高級ラインパイプ用途などに高い信頼性を有する電縫鋼管が求められている。電縫溶接技術と品質保証技術および電縫鋼管の品質評価技術の開発により,電縫溶接部の機械的特性と信頼性を向上させた。最初に,電縫溶接現象を高速度カメラにより直接観察して可視化した。電縫溶接部の数値解析モデルを構築して,電縫溶接条件の最適化技術と溶接部の均一加熱技術を開発した。開発した鋼管のシャルピー破面遷移温度は-90℃であり,極低温まで高い吸収エネルギー値を示した。次に,点集束ビームタンデム超音波探傷法により溶接部の酸化物を連続的にリアルタイムで探傷する技術を開発した。従来に比べて10倍以上の高感度で,溶接部の靭性に影響を及ぼす酸化物の分布状態を検出できるようにして,溶接部全長にわたり安定した品質を保証することに成功した。実管を用いた評価試験により,-45℃の低温環境でも脆性破壊を起こさないことを確認した。

Abstract

High-frequency electric resistance welding (HFW) steel pipe is used in high-grade pipelines and energy field. To address the significant need for weld seam reliability, we have developed welding technology, high sensitivity ultrasonic inspection technology, and quality assessment technology for HFW pipe. HFW phenomena were visualised dynamically using a high-speed video camera. Furthermore, an HFW numerical analysis model was constructed to develop optimization technology of HFW conditions and the homogeneous heating technology of the weld zone. The Charpy fracture transition temperature of the weld metal of the developed steel pipe was -90℃ showing the high absorbed energy value at cryogenic temperature. Furthermore, real-time continuous detection technology of the oxide of the weld zone was developed by a point converging tandem beam ultrasonic inspection method. This technology achieved high sensitivity 10 times or more than that of the conventional method. It was possible to detect the oxide which decreases the toughness of weld metal. It was successfully achieved to guarantee the stabilized quality covering full length in the weld zone. By the evaluation test using a full-body pipe, it became clear that the developed steel pipe does not cause the brittle fracture at the low temperature environment of -45℃.

本文

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