(57)【要約】      （修正有）【課題】耐ＳＣＣ性および耐腐食性に優れ、伝熱管の高強度化や薄肉化が図れる高強度薄肉伝熱管ならびにその製造方法および伝熱管製造装置を提供する。【解決手段】高強度薄肉伝熱管２０は、オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管１１に、薄肉化の冷間加工処理と急速な加熱処理とを組み合せて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化し、管材料強度を高めて薄肉化した伝熱管２０を構成したことを特徴とする伝熱管である。Ｃｒを１３重量％以上含有するＮｉ基合金のオーステナイト系Ｎｉ基合金、またはＣｒを１３重量％以上含有するＦｅ基合金のオーステナイト系Ｆｅ基合金であり、素管の最終加工率を４０％以上とし、加熱処理は、前記冷間加工処理で製作された成形管を通電加熱あるいは誘電加熱することにより構成され、熱処理温度を８００℃以上１０００℃以下とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管に、薄肉化の冷間加工処理と急速な加熱処理とを組み合せて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化し、
管材料強度を高めて薄肉化した伝熱管を構成したことを特徴とする高強度薄肉伝熱管。
【請求項２】
前記伝熱管材料は、Ｃｒを１３重量％以上含有するＮｉ基合金のオーステナイト系Ｎｉ基合金、またはＣｒを１３重量％以上含有するＦｅ基合金のオーステナイト系Ｆｅ基合金である請求項１に記載の高強度薄肉伝熱管。
【請求項３】
前記冷間加工処理は、前記伝熱管材料の素管の最終加工率を４０％以上とする成形管が用いられる請求項１または請求項２に記載の高強度薄肉伝熱管。
【請求項４】
前記急速な加熱処理は、前記冷間加工処理で製作された成形管を通電加熱あるいは誘電加熱することにより構成される請求項３に記載の高強度薄肉伝熱管。
【請求項５】
前記急速な加熱処理は、前記冷間加工処理で製作された成形管の熱処理温度を８００℃以上１０００℃以下で加熱処理される請求項４に記載の高強度薄肉伝熱管。
【請求項６】
オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管に冷間加工処理を加えて引抜き成形あるいは押出し成形し、薄肉化した成形管を製作する管成形装置と、
前記管成形装置で製作された成形管を、８００℃以上１０００℃以下に加熱して平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化する再結晶処理装置とを有し、
前記再結晶処理装置は、前記管成形装置で冷間加工処理された成形管を加熱して結晶粒径を微細化し、管材料強度を高めて薄肉化した伝熱管を製造することを特徴とする伝熱管製造装置。
【請求項７】
前記再結晶処理装置は、前記成形管を通電加熱する熱処理装置あるいは前記成形管を誘電加熱する熱処理装置であり、前記熱処理装置は加熱ゾーンの前後に冷却器が設置された請求項６に記載の伝熱管製造装置。
【請求項８】
前記再結晶処理装置は、前記成形管を加熱する熱処理装置の加熱ゾーンに非接触式温度センサを設置し、この温度センサにて検出される検出信号により前記成形管を加熱する前記熱処理装置の加熱温度を制御する請求項７に記載の伝熱管製造装置。
【請求項９】
オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管を製作し、
製作された前記伝熱管材料の素管に冷間加工処理を施して薄肉化した成形管を成形し、
成形された前記成形管に、加熱処理を加えて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化した伝熱管を製作し、
結晶粒径が微細化された伝熱管は管材料強度を高めて薄肉化することを特徴とする高強度薄肉伝熱管の製造方法。
【請求項１０】
前記伝熱管材料の素管は、管成形装置により最終加工率が４０％以上の成形管を、冷間加工処理により薄肉化して成形する請求項９に記載の高強度薄肉伝熱管の製造方法。
【請求項１１】
前記伝熱管材料の成形管は、冷間加工処理された後、再結晶処理装置により、８００℃以上１０００℃以下に連続的に急速加熱処理されて平均結晶粒径２０μｍ以下に微細化する請求項９または１０に記載の高強度薄肉伝熱管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐ＳＣＣ性および耐腐食性に優れ、伝熱管の高強度化および薄肉化が図れる高強度薄肉伝熱管ならびにその製造方法および伝熱管製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）を構成する蒸気発生器（ＳＧ）の伝熱管は、応力腐食割れ（ＳＣＣ）の抑制を優先課題とし、オーステナイト系合金からなる伝熱管材料は、ＳＵＳ３１６ＬからＡｌｌｏｙ６００を経てＡｌｌｏｙ６９０ＴＴまたはＡｌｌｏｙ８００へと材料変遷が行なわれている。
【０００３】
一方、伝熱管材料の伝熱特性に着目すると、現状使用のＡｌｌｏｙ６９０およびＡｌｌｏｙ８００は、Ａｌｌｏｙ６００のオーステナイト系合金材料に較べ、熱伝導率が低いことが分かっている。伝熱管材料としてのＡｌｌｏｙ６００は、高温水環境下の使用において、ＳＣＣや粒界腐食が原因で割れが生ずることがあった。
【０００４】
また、ＳＧ伝熱管１は、図１に示す縦断面および平断面に基づいて、ＳＧ伝熱管１の熱伝達率を説明すると、ＳＧ伝熱管１の熱伝達率は、通過熱量ｑおよび熱通過率（総括伝熱係数）Ｋを示す式（１）および（２）から、熱伝導率λが関わっていることが分かる。ＳＧ伝熱管１の熱効率向上を考慮すると、伝熱管材料に熱伝導率λの良い材料を使用することが好ましいことを理解できる。
【０００５】
しかし、伝熱管の耐ＳＣＣ性および耐腐食性を考慮すると、高温水環境下で長時間使用される伝熱管材料に熱伝導率の高い材料を使用することは難しい。
【０００６】
一方、特許文献１には、耐食性に優れたＮｉ基合金の母材に、Ｃｒ２Ｏ３主体の第１層とＣｒ２Ｏ４の第２層の酸化皮膜を施して、高温水環境下でＮｉの溶出を防止する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を用いて、応力腐蝕割れ（ＳＣＣ）を抑制し、構造物の健全性を維持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２１６３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１６１８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
伝熱管１の熱通過率である総括伝熱係数Ｋを改善するには、図１に示すように、熱伝達率の高い材料を使用する以外に伝熱管１の薄肉化することも１つの改善方法となる。伝熱管１を薄肉化するためには、材料の強度を向上させることが必要となる。
【００１０】
オーステナイト系合金は、冷間加工により塑性歪を蓄えた状態で急速加熱し、再結晶させると、結晶粒径が微細化し、材料強度を高め得ることが知られている。
【００１１】
しかしながら、オーステナイト系合金材料からなる伝熱管を急速加熱するためには、溶融塩浴を用いた加熱が必要であり、伝熱管のような長尺な管製品の急速加熱には大きなプールの溶融塩浴を用いなければならず、溶融塩浴を用いた急速加熱は困難であった。
【００１２】
また、従来の特許文献には、オーステナイト系合金の伝熱管材料に冷間加工と急速加熱とを組み合せて結晶粒径の微細化を示す記載は存在せず、管材料の強度を高めて薄肉化を図る高強度薄肉伝熱管の製造技術を開示する記載もない。
【００１３】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、耐ＳＣＣ性および耐腐食性に優れ、伝熱管の高強度化および薄肉化を図ることができる高強度薄肉伝熱管ならびにその製造方法および伝熱管製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述した課題を解決するために、オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管に、薄肉化の冷間加工処理と急速な加熱処理とを組み合せて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化し、管材料強度を高めて薄肉化した伝熱管を構成したことを特徴とする高強度薄肉伝熱管である。
【００１５】
また、本発明は、上述した課題を解決するために、オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管に冷間加工処理を加えて引抜き成形あるいは押出し成形し、薄肉化した成形管を製作する管成形装置と、前記管成形装置で製作された成形管を、８００℃以上１０００℃以下に加熱して平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化する再結晶処理装置とを有し、前記再結晶処理装置は、前記管成形装置で冷間加工処理された成形管を加熱して結晶粒径を微細化し、管材料温度を高めて薄肉化した伝熱管を製造することを特徴とする伝熱管製造装置である。
【００１６】
さらに、本発明は、上述した課題を解決するために、オーステナイト系合金からなる伝熱管材料の素管を製作し、製作された前記伝熱管材料の素管に冷間加工処理を施して、薄肉化した成形管を成形し、成形された前記成形管に、加熱処理を加えて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化した伝熱管を製作し、結晶粒径が微細化された伝熱管は管材料強度を高めて薄肉化することを特徴とする高強度薄肉伝熱管の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、オーステナイト系合金材料の素管に薄肉化の冷間加工処理と急速な加熱処理とを組み合せて平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化し、管材料強度を高めて薄肉化した伝熱管が得られるので、耐ＳＣＣ性および耐腐食性に優れ、伝熱管の高強度化および薄肉化を図ることができ、伝熱管を薄肉化しても管材料強度を充分に良好に維持して、熱伝導率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、蒸気発生器（ＳＧ）に用いられる伝熱管の縦断面と平断面を示してＳＧ伝熱管の熱伝達率の関係を説明する説明図。
【図２】本発明に係る高強度薄肉伝熱管を製造する伝熱管製造装置の第１の実施形態を示す説明図。
【図３】伝熱管に用いられるオーステナイト系合金材料のＳＵＳ３１０Ｓの冷間加工率（％）と結晶粒径（μｍ）との関係を示す説明図。
【図４】オーステナイト系合金であるＳＵＳ３１０Ｓの再結晶熱処理温度と結晶粒径の関係を示すグラフ。
【図５】図２の伝熱管製造装置に用いられる再結晶処理装置に代えて通電加熱による熱処理装置を示す構成図。
【図６】伝熱管に用いられるオーステナイト系合金材料の化学成分組成の例をそれぞれ示す図。
【図７】伝熱管材料を構成するオーステナイト系合金のＳＵＳ３１０ＳとＳＵＳ３０４Ｌとの結晶粒径と引張強度の関係を示す図。
【図８】伝熱管材料を構成するオーステナイト系合金材料の結晶粒径と引張強度の関係を示す図。
【図９】本発明に係る伝熱管製造装置の第２の実施形態を示すもので、図２に示す再結晶処理装置に誘電加熱による熱処理装置を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図２は、本発明に係る高強度薄肉伝熱管を製造する伝熱管製造装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【００２１】
伝熱管製造装置１０は、オーステナイト系合金の被加工材である長尺な素管１１を伝熱管材料として予め製作する。伝熱製造装置１０は、製作された被加工材の素管１１を冷間加工を加えて引抜き加工を行なう冷間圧延機としての管成形装置１２と、製造された成形管（加工管）１３に熱処理（加熱）と冷却処理（冷却）を実施する再結晶処理装置１４とから構成される。管成形装置１２は、素管１１を引抜き加工に代えて押出し加工により成形してもよい。
【００２２】
管成形装置１２は、ダイス１５、中子１６付きプラグ１７およびキャリッジ１８を備えて構成され、マンドレル引抜き方法やピルガ圧延方法を利用して成形管１３が製造される。管成形装置１２は、例えば引抜き成形時に、被加工材の素管１１を再結晶温度以下の塑性加工を行なう冷間加工を加えて引抜き加工が行なわれる。このとき、被加工材である素管１１の冷間加工率は、最終加工率が４０％以下となるように設定され、成形管１３が成形される。
【００２３】
図３は、オーステナイト系合金であるＳＵＳ３１０Ｓの冷間加工率（％）と結晶粒径の関係を示すグラフである。図３からオーステナイト系合金の場合、被加工材である素管１１から成形管１３の製造は、最終冷間加工率が４０％以上にならないと、結晶粒径は目標となる粒径２０μｍを達成できないことが分かった。冷間加工率は、冷間加工工程を複数回繰り返して行なう場合、繰り返される被加工材の最終加工率が４０％以上となればよい。例えば、冷間加工工程を２回に分けて行なう場合は、１回につき２０％の冷間加工が得られることが必要となる。
【００２４】
また、再結晶処理装置１４では、管成形装置１２で製造された成形管（加工管）１３に温度８００℃以上、１０００℃以下の熱処理が実施される。オーステナイト系合金の成形管１３では、熱処理温度が９００℃以上、１０００℃以下とすることで、結晶粒径２０μｍの伝熱管２０を得るために望ましい。
【００２５】
図４は、オーステナイト系合金であるＳＵＳ３１０Ｓの再結晶熱処理温度と結晶粒径の関係を示すグラフである。図４によると、再結晶温度が９００℃以上１０００℃以下で結晶粒径を２０μｍ以下にすることができる。しかし、オーステナイト系合金の再結晶化が終了する温度は、８００℃程度であるので、オーステナイト系合金の熱処理は８００℃以上１０００℃以下の熱処理温度が用いられる。
【００２６】
また、再結晶処理装置１４には、図５に示す通電加熱による熱処理装置２１Ａが用いられる。熱処理装置２１Ａは、管移送方向に沿って冷却コイル２２、電極を兼ねた管送りローラ２３、温度センサ２４、電極を兼ねた管送りローラ２５および冷却コイル２６が順次配設されて構成される。電極を兼ねた管送りローラ２３，２５は、ＣｕおよびＣｕ合金等の電極材料が用いられ、両管送りローラ２３，２５間に加熱ゾーンが形成される。電圧印加装置２８により両管送りローラ２３，２５間に電圧が印加され、成形管１３に電流を流すことにより、管内部抵抗により加熱ゾーンの成形管１３は急速に通電加熱される。
【００２７】
オーステナイト系合金である成形管１３の再結晶化を目指した熱処理は、加熱材である成形管１３に電圧を印加させることで管内部抵抗により急速加熱し、成形管１３は管送りローラ２３，２５で連続的に送られつつ、所定温度、例えば、９００℃以上１０００℃以下まで、急速加熱される。電圧印加装置２８による温度の制御は、非接触式温度センサ２４の計測値を基に電圧印加装置２８による電圧印加値を調整することにより行なわれる。このとき、被加工材である成形管（加圧管）１３の温度上昇速度は、１０℃〜１００℃／秒に設定され、急速加熱される。
【００２８】
この熱処理装置２１Ａでは、熱処理前に被加工材である成形管１３の温度上昇を防ぐために、冷却器としての冷却コイル２２が用いられる。冷却コイル２２内に冷却水が通されて成形管（加圧管）１３の熱処理前の温度上昇を防止している。また、熱処理後にも、冷却器としての冷却コイル２２を用いて成形管１３を冷却する。このように熱処理装置２１Ａは、両管送りローラ２３，２５間の加熱ゾーンの前後に冷却器として冷却コイル２２，２６が設置されて、成形管１３を冷却している。
【００２９】
熱処理装置２１Ａは、電圧印加装置２８から電圧印加により成形管１３を管送りローラ２３，２５間の加熱ゾーンで連続的に急速加熱する熱処理が行なわれる。熱処理前は冷却コイル２２に冷却水を流して成形管（加工管）１３が温度上昇するのを防ぎ、また、熱処理後には、加熱された成形管（加工管）１３を冷却コイル２６を用いて冷却する。このように、熱処理装置２１Ａは、成形管１３を急速加熱させる加熱ゾーンの前後で冷却器としての冷却コイル２２，２６により冷却される。
【００３０】
第１の実施形態に示される伝熱管製造装置１０は、オーステナイト系合金材料からなる被加工材の素管１１に、管成形装置１２により冷間加工して薄肉化し、塑性歪を蓄えた状態で熱処理装置２１Ａにより急速加熱して再結晶させることで結晶粒が微細化し、材料強度が高められる。被加工材の素管１１から製作される成形管１３は、オーステナイト系合金材料の材料成分を変えることなく、高強度で薄肉化した伝熱管２０を製造することができる。
【００３１】
図６は、オーステナイト系合金材料の化学成分組成例を示す図である。図６に示すオーステナイト系合金材料は、ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３１０Ｓ，Ａｌｌｏｙ６９０およびＡｌｌｏｙ８００のオーステナイト系ステンレス鋼材料の化学成分例をそれぞれ示すものである。オーステナイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト系やフェライト系ステンレス鋼に比べ耐食性が優れているが、Ｃｒ含有量が１３重量％未満のオーステナイト系合金材料では高温水環境下での使用によりＳＣＣによる割れの発生問題があった。このため、オーステナイト系合金材料では、Ｃｒ含有量が１３重量％以上であることが望ましい。すなわち、オーステナイト系合金材料はＮｉ合金の場合も、Ｆｅ基合金の場合も、Ｃｒ含有量が１３重量％以上であることが好ましい。
【００３２】
図７は、オーステナイト系合金であるＳＵＳ３０４ＬおよびＳＵＳ３１０Ｓの結晶粒径と引張強度の関係を、図８は、オーステナイト系合金であるＡｌｌｏｙ６９０の結晶粒径と引張強度の関係をそれぞれ示す。
【００３３】
図７によると、オーステナイト系合金のＳＵＳ３０４ＬおよびＳＵＳ３１０Ｓの常温における結晶粒径と引張強度の関係では、結晶粒径を２０μｍ以下に微細化すると引張強度（ＭＰａ）が上昇することが確かめられた。また、ホールペッチの法則によると、結晶粒径が小さくなるに従って材料強度が向上することが知られている。図７では、ＳＵＳ３０４ＬおよびＳＵＳ３１０Ｓのオーステナイト系合金では、結晶粒径が２０μｍから数μｍ以下、例えば、５μｍ〜３μｍと小さくなり、微細化するほど、引張強度は急速に上昇することが分かった。したがって、オーステナイト系合金では、冷間加工処理により、平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化すると、材料強度を高め得ることを知見した。
【００３４】
また、図８は、オーステナイト系Ｎｉ基合金であるＡｌｌｏｙ６９０の引張強度と結晶粒径との関係は、結晶粒径が１００μｍ以上の場合と、微細化された結晶粒径５μｍの場合とを比較して示すものである。この場合も、ホールペッチの法則に従い、微細化された結晶粒径５μｍのＡｌｌｏｙ６９０の方が、結晶粒径１００μｍ以上のＡｌｌｏｙ６９０より引張強度値が大きいことが分かる。オーステナイト系Ｆｅ基合金であるＡｌｌｏｙ８００の場合も、ホールペッチの法則により、結晶粒径を微細化させると強度が高くなることが確認されているので、Ａｌｌｏｙ６９０と同様であると推測される。
【００３５】
次に、高強度薄肉伝熱管の製造方法を説明する。
【００３６】
高強度薄肉伝熱管２０の製造は、図２に示す伝熱管製造装置１０を用いて行なわれる。初めに、長尺な伝熱管材料であるオーステナイト系合金材料（被加工材）の素管１１が製作されて用意される。製作された被加工材の素管１１は、続いて冷間圧延機としての管成形装置１２に送られ、この管成形装置１２により、冷間加工により引抜き成形（押出し成形でもよい。）され、成形管（加工管）１３が得られる。
【００３７】
管成形装置１２による素管１１の冷間加工では、塑性歪を蓄えた状態で冷間加工率は、最終加工率が４０％以上となるように塑性変形され、薄肉化が図られる。例えば、素管１１の外径が１０ｍｍφ、内径８ｍｍφ、肉厚１ｍｍの場合、成形管１３の肉厚が０．６ｍｍ以下となるように加工される。冷間加工率が４０％以上にならないと、目標となる結晶粒径２０μｍが得られないので、成形管１３の最終的な冷間加工率が４０％以上となるように、冷間加工は複数回繰り返される。例えば、１回が２０％の冷間加工では、成形管１３は冷間加工が２回繰り返され、最終的に伝熱管材料の素管１１に対し、冷間加工率が４０％以上になるようにセットされる。伝熱管２０の薄肉化により、肉厚０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは、０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものが多く用いられる。伝熱管２０の肉厚は通常０．７ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のものが用いられる。
【００３８】
管成形装置１２により、冷間加工が加えられて引抜き成形あるいは押出し成形された成形管（加工管）１３は、続いて両結晶処理装置１４に案内され、温度９００℃以上１０００℃以下の熱処理が行なわれる。
【００３９】
再結晶処理装置１４は、熱処理装置２１Ａにより、成形管１３を通電加熱により連続的に急速加熱する熱処理が行なわれる。熱処理装置２１Ａは、熱処理前に冷却コイル２２により成形管１３の温度上昇を防止する一方、温度９００℃以上１０００℃以下で再結晶化を目指した熱処理は、管送りローラ２３，２５で成形管１３が管移送される間に電流を流して管内部抵抗により発熱させ、所要の温度まで急速に加熱して実施される。加熱温度は、非接触式の温度センサ２４の検出値を基に電圧印加装置２８で電圧値を調整することにより行なわれる。管送りローラ２３，２５間で加熱され、熱処理された後は、成形管１３は冷却コイル２６を用いて冷却することで、成形管１３の結晶粒が微細化される。成形管１３の結晶粒径を微細化し、２０μｍ以下とすることで、材料強度を向上させることができる。したがって、伝熱管２０は素管１１の肉厚を、より薄肉化しても、材料強度を充分に維持することができる。
【００４０】
成形管１３を熱処理装置２１Ａで熱処理して製造された伝熱管２０は、続いてＰＷＲの蒸気発生器（ＳＧ）等の伝熱管として用いるために、次工程２２に送られ、次工程２２で長尺の伝熱管２０は、例えばＵ字状に曲げ加工等が施され、蒸気発生器に適した形状の伝熱管が製作される。
【００４１】
このように、伝熱管材料であるオーステナイト系合金材料（被加工材）の素管１１を管成形装置１２により冷間加工で成形し、成形された成形管１３を再結晶処理装置１４としての熱処理装置２１Ａで通電加熱により連続的に急速加熱させることで、伝熱管２０を製造できる。伝熱管２０を構成するオーステナイト系合金材料は平均結晶粒径を２０μｍ以下に微細化することができ、材料強度が高められるので薄肉化が可能となる。伝熱管２０を薄肉化しても材料強度を充分に維持することができる。その際、伝熱管材料は、Ｃｒ含有量が１３重量％以上のオーステナイト系合金材料が用いられる。伝熱管２０は、１３重量％以上含有するオーステナイト系合金材料、例えばＣｒ含有量３０重量％のＡｌｌｏｙ６９０のオーステナイト系Ｎｉ基合金材料や、Ｃｒ含有量２１重量％のＡｌｌｏｙ８００のオーステナイト系Ｆｅ基合金材料が用いられ、高温強度および高温耐食性を高めたＮｉ基超耐熱合金やＦｅ基超耐熱合金が得られる。
【００４２】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図９を参照して説明する。
【００４３】
図９は、本発明に係る高強度薄肉伝熱管を製造する伝熱管製造装置１０Ａの第２の実施形態を示すものである。この伝熱管製造装置１０Ａは、図２に示す伝熱管製造装置１０の再結晶処理装置１４として、通電加熱の熱処理装置２１Ａに代えて、図９に示す誘電加熱による熱処理装置２１Ｂを用いたものである。他の構成は、図２〜図８に示す伝熱管製造装置１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略ないし簡略化する。
【００４４】
第２の実施形態に用いられる伝熱管製造装置１０Ａは、図２に示される再結晶処理装置１４に誘導加熱による熱処理装置２１Ｂを用いたものである。この熱処理装置２１Ｂは、成形管１３の管移送方向に沿って、冷却コイル２２、管送りローラ２３Ａ、誘電コイル２９、管送りローラ２５Ａおよび冷却コイル２６を順次配設して構成される。誘電コイル２９のコイル両端部に電源等の電圧印加装置３０から電圧を印加させ、加熱ゾーンが構成される。電圧印加により加熱される誘電コイル２９の加熱温度は、非接触式の温度センサ２４で検出される。温度センサ２４で検出される温度検出値に基づき、電圧印加装置３０により誘電コイル２９内で誘電加熱される成形管（加工管）１３の加熱温度が調整される。
【００４５】
この熱処理装置２１Ｂは、誘電コイル２９による加熱処理前に、成形管１３の温度が上昇するのを防ぐために、冷却コイル２２に冷却水を流して成形管１３を冷却する。熱処理装置２１Ｂは管送りローラ２３Ａ，２５Ａにより成形管１３が誘電コイル２９内を移送される。成形管１３は誘電コイル２９の加熱ゾーン内で、電圧印加装置３０により電圧印加されて急速に加熱される。この誘電コイル２９の加熱により誘電コイル２９内を通される成形管１３は連続的にかつ急速に所定温度まで誘電加熱される。誘電コイル２９による加熱保持時間は、オーステナイト系合金である成形管１３が温度９００℃以上１０００℃以下の熱処理を実施する所要温度に維持させる時間であり、例えば、数秒から数十秒である。
【００４６】
誘電コイル２９の加熱による成形管１３は温度９００℃以上、１０００℃以下の再結晶化熱処理温度で熱処理が実施され、成形管１３の平均結晶粒径が２０μｍ以下に微細化された伝熱管２０が製作される。
【００４７】
熱処理装置２１Ｂの誘電コイル２９により成形管１３が連続的に加熱処理された後、成形管１３は冷却コイル２６を用いて冷却水により急速に冷却される。熱処理装置２１Ｂにより加熱と冷却を行なうことで、伝熱管２０は、伝熱管２０のオーステナイト系合金材料の化学組成成分を変えることなく、結晶粒径を微細化し、材料強度を、第１の実施形態の伝熱管と同様、高強度の薄肉伝熱管２０を製造することができ、伝熱管２０の薄肉化を図ることができる。このようにして、高強度薄肉の伝熱管２０が得られる。
【００４８】
なお、本発明の各実施形態の説明では、ＰＷＲの蒸気発生器（ＳＧ）に用いられる伝熱管の例を説明したが、この伝熱管は高強度薄肉伝熱管とすることができるので、火力発電プラントのボイラに用いられる伝熱管や、ＢＷＲの熱交換器等に用いることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ａ…伝熱管製造装置、１１…素管、１２…管成形装置、１３…成形管（加工管）、１４…再結晶処理装置、１５…ダイス、１６…中子、１７…プラグ、１８…キャリッジ、２０…伝熱管、２１Ａ，２１Ｂ…熱処理装置、２２，２６…冷却コイル、２３，２５…（電極を兼ねた）管送りローラ、２３Ａ，２５Ａ…管送りローラ、２４…温度センサ、２８…電圧印加装置、２９…誘電コイル、３０…電圧印加装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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