(57)【要約】      （修正有）【課題】チタンクラッド鋼とステンレス鋼との接合を行うための方法を提供する。【解決手段】母材３ｂ、ステンレス材層４ｂ、及びチタン材層５がこの順で積層され、外周縁部の外表面にステンレス材層が露出したチタン三層クラッド鋼２と、ステンレス鋼１とを接合する際、チタン三層クラッド鋼２の母材とステンレス鋼を肉盛り溶接して接合し、この肉盛り溶接部６の上にステンレス材７を用いて肉盛り溶接することにより、この溶接部をチタン三層クラッド鋼のステンレス材層とステンレス鋼との両方に接合させると共に、チタンクラッド鋼の母材及びステンレス鋼の肉盛り溶接部を覆う。【選択図】図１
2005152910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材、ステンレス材層、及びチタン材層がこの順で積層され、外周縁部の外表面は、上記ステンレス材層が露出したチタン三層クラッド鋼と、ステンレス鋼とを接合する際、
上記のチタン三層クラッド鋼の母材とステンレス鋼を肉盛り溶接して接合し、
この肉盛り溶接部の上にステンレス材を用いて肉盛り溶接することにより、この溶接部を上記チタン三層クラッド鋼のステンレス材層とステンレス鋼との両方に接合させると共に、上記チタン三層クラッド鋼の母材及びステンレス鋼の肉盛り溶接部を覆う、チタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法。
【請求項２】
上記ステンレス材からなる肉盛り溶接部を覆うように、上記ステンレス鋼の外表面から、上記チタン三層クラッド鋼のステンレス材層の外表面にかけて、ステンレス材製の板状体を接合する請求項１に記載のチタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法。
【請求項３】
上記チタン三層クラッド鋼のチタン材層とステンレス材層との境界部を銀ろうシール溶接する請求項１又は２に記載のチタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタンクラッド鋼とステンレス鋼との接合方法に関する。更に詳しくは母材、ステンレス材層、及びチタン材層がこの順で積層され、外周縁部の外表面は、上記ステンレス材層が露出したチタン三層クラッド鋼とステンレス鋼との接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントにおける反応槽や反応塔、貯蔵槽等の材質、特に内壁の材質は、使用する内容物の種類、組成や、反応温度等の使用条件等によって、種々、選択される。反応条件が苛酷な場合や、腐食が生じやすい場合、チタン又はその合金からなるチタン材を用いる場合がある。
【０００３】
しかし、チタン材で反応槽等の全体を製作すると、コスト高となってしまう。このため、炭素鋼やステンレス鋼で反応槽等の全体を製作し、その内部を炭素鋼やステンレス鋼の表面にチタン鋼を積層し、圧延したチタンクラッド鋼で内張りする方法が採用される場合がある。
【０００４】
ところで、使用する内容物の種類、組成や、操作温度等の使用条件等によって、反応槽や蒸留塔等の内表面がチタン材だけでなく、ステンレス材と混在させてもよい場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、チタン材は、炭素鋼やステンレス材との溶接が困難であるため、上記のように、反応槽等の内表面にチタン材とステンレス材とを混在させてもよい場合、接合に問題を有していた。
そこで、この発明は、チタンクラッド鋼とステンレス鋼との接合を行うための方法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】
【０００６】
この発明は、所定のチタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法を用いることにより、上記課題を解決したのである。すなわち、チタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法についての発明は、母材、ステンレス材層、及びチタン材層がこの順で積層され、外周縁部の外表面は、上記ステンレス材層が露出したチタン三層クラッド鋼と、ステンレス鋼とを接合する際、上記のチタン三層クラッド鋼の母材及びステンレス鋼を肉盛り溶接して接合し、この肉盛り溶接部の上にステンレス材を用いて肉盛り溶接することにより、この溶接部を上記チタン三層クラッド鋼のステンレス材層とステンレス鋼に接合させると共に、上記チタン三層クラッド鋼の母材及びとステンレス鋼の肉盛り溶接部を覆う方法である。
【発明の効果】
【０００７】
母材の肉盛り溶接部を、ステンレス材で肉盛り溶接をしたり、ステンレス材製の板状体で覆うので、クラッド鋼の母材が接合部で露出するのを防止でき、この部分の腐食等を防止することができる。
また、この発明は、例えば、テレフタル酸製造プロセスの使用機器に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
この発明にかかる接合方法は、チタンクラッド鋼と、ステンレス鋼とを接合する方法である。
【０００９】
チタンクラッド鋼とは、図１（ａ）や図２（ａ）に示すような、母材３ｂ、ステンレス材層４ｂ、及びチタン材層５がこの順で積層され、外周縁部の外表面において、上記ステンレス材層４ｂが露出したチタン三層クラッド鋼２である。
なお、この発明において、上記チタンクラッド鋼は、必要に応じて、母材とチタン材層との間に、他の金属層を形成させてもよい。
【００１０】
このチタンクラッド鋼は、母材を構成する炭素鋼、ステンレス材層、チタン材層、必要に応じて母材とチタン材層との間に他の金属層を積層し、曝着や圧延することによって、製造される。従って、チタンクラッド鋼は基本的に三層であるが、四層以上であってもよい。
【００１１】
ここで、ステンレス鋼とチタンクラッド鋼の接合方法について、図１（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
上記ステンレス鋼１は、図１（ａ）に示すように、ステンレス材からなるソリッド鋼である。
【００１２】
上記ステンレス材としては、各種のＳＵＳがあげられ、具体例としては、ＡＳＴＭ規格のＡ２４０−３０４Ｌ（ＪＩＳ規格：ＳＵＳ３０４Ｌ），Ａ２４０−３１６Ｌ（ＪＩＳ規格：ＳＵＳ３１６Ｌ），Ａ２４０−３１７Ｌ（ＪＩＳ規格：ＳＵＳ３１７Ｌ）等があげられる。
【００１３】
上記チタンクラッド鋼２を構成する母材３ｂとしては、炭素鋼等があげられる。この炭素鋼の具体例としては、ＡＳＴＭ規格のＡ５１６−６０（ＪＩＳ規格：ＳＧＶ４２），Ａ５１６−６５（ＪＩＳ規格：ＳＧＶ４６），Ａ５１６−７０（ＪＩＳ規格：ＳＧＶ４９）等があげられる。またステンレス材層４ｂを構成する材料としては、上記のステンレス鋼１に用いたステンレス材層ａと同様の材料を用いることができる。
【００１４】
また、上記チタン材層を構成するチタン材５としては、鉄等の不純物が０．３５重量％以下の純チタンからなる材、チタンと他の金属との合金からなる材等があげられる。上記純チタン材の具体例としては、ＡＳＴＭ規格のＢ２６５−１（ＪＩＳ規格：ＴＰ−２），Ｂ２６５−２（ＪＩＳ規格：ＴＰ−３），Ｂ２６５−３（ＪＩＳ規格：ＴＰ−３）等があげられる。
【００１５】
次に、ステンレス鋼１とチタンクラッド鋼２との接合方法について説明する。
まず、上記のステンレス鋼１と、チタンクラッド鋼２の母材３ｂとを肉盛り溶接して接合する。
次いで、この肉盛り溶接部６の上、すなわち、チタンクラッド鋼のステンレス材層４ｂのある側の肉盛り部６の上に、ステンレス材を用いて肉盛り溶接して、上記ステンレス鋼及びチタンクラッド鋼のステンレス材層４ｂの両方に接合させ、かつ、肉盛り溶接部６ａを覆う。これにより、母材３ｂ及び母材の肉盛り部６の露出が防止され、反応器等として使用された場合、内容物に直接接触して腐食等を生じさせるのを防止できる。
【００１６】
上記の肉盛り溶接部７を構成するステンレス材の材質としては、ステンレス鋼１の材質や、チタンクラッド鋼２のステンレス材層４ｂを構成する材質と同じ材質を用いればよいが、耐食性の優れたステンレス材を用いることがさらに好ましい。
【００１７】
また、図１（ｃ）に示すように、上記肉盛り溶接部７を覆うように、ステンレス鋼１の
外表面から、チタンクラッド鋼２の外周縁の露出したステンレス材層４ｂの外表面にかけて、ステンレス材製の板状体８を載せ、これを接合してもよい。この接合方法としては、図１（ｃ）に示すような、板状体８の側面を溶接して溶接部９を設けることにより接合する方法等があげられる。
ステンレス材製の板状体８を設けることにより、ステンレス材製の肉盛り溶接部７を保護することができる。
【００１８】
さらにまた、図１（ｄ）に示すように、チタンクラッド鋼２のチタン材層５とステンレス材層４ｂとの境界部を銀ろうシール溶接してもよい。この部分は、チタン材とステンレス材との溶接であり、一般の材料では溶接できず、銀ろう溶接によって溶接することができる。そして、この銀ろう溶接部１０を設けることにより、使用条件等により、チタン材層５が剥離するのを抑制することができる。
【００１９】
また、図１（ｂ）〜（ｄ）に示した断面を有する接合体同士を接合することがある。この場合、両方の断面に有するチタン層５同士を、上記と同様の方法で接合した場合、開口部が生ずる。すなわち、例えば、図２と図３に示すように、図１（ｂ）の接合をしたステンレス鋼１とチタンクラッド鋼２との接合体を２つ、接合する場合、まず、ステンレス鋼１と１、母材３ｂと３ｂ、及び肉盛り溶接部６と６を、上記したのと同様にして肉盛り溶接し、肉盛り溶接部１５を形成する。次いで、その上のステンレス材層４ｂと４ｂ、及び肉盛り溶接部７と７を、上記したのと同様にしてステンレス材で肉盛り溶接し、肉盛り溶接部１６を形成する。次いで、チタン材５と５を、チタン材からなる板状体１４を用いて、上記したのと同様にして接合する。この場合、図３に示すように、開口部１７が生じる。
【００２０】
この開口部１７に対しては、チタン材製の板状体で覆うことにより、開口部１７を閉塞することができる。このチタン材製の板状体の接合は、相手材がチタン材層に対しては、上記接合部１２で用いた材質と同様の材質を用いて行うことができ、また、相手材がステンレス材層に対しては、銀ろうシール溶接やテフロン材等でシールすることができる。
【００２１】
なお、上記のステンレス材製の板状体８、及びチタン材製の板状体１１，１４を構成するステンレス材やチタン材の例としては、上記したステンレス材やチタン材の例と同様のものをあげることができる。
【００２２】
この発明の接合方法を採用すると、チタン材層を有するチタンクラッド鋼を用いた場合でもステンレス鋼との溶接が可能となり、反応槽等の内面に、チタン材を含めた複数の材質を使用することが可能となる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例によりこの発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
下記に示すチタン三層クラッド鋼と、ステンレス鋼とを、図１（ａ）に示すように配した。
チタン三層クラッド鋼：炭素材層（Ａ５１６−６０：厚さ２２ｍｍ）、ステンレス材層（Ａ２４０−３０４Ｌ、Ｎｉ：９．００〜１３．００重量％，Ｃｒ：１８．００〜２０．００重量％，Ｃ：０．０８重量％以下，Ｓｉ：１．００重量％以下，Ｍｎ：２．００重量％以下  ：厚さ５ｍｍ）、及びチタン材層（Ｂ２６５−１：厚さ３ｍｍ）をこの順番で積層して圧延したもの。
ステンレス鋼：Ａ２４０−３０４Ｌ、Ｎｉ：９．００〜１３．００重量％，Ｃｒ：１８．００〜２０．００重量％，Ｃ：０．０８重量％以下，Ｓｉ：１．００重量％以下，Ｍｎ：２．００重量％以下の組成を有するもの。厚さ２７ｍｍ。
【００２４】
次いで、チタン三層クラッド鋼の炭素材層部分とステンレス鋼を、炭素鋼の溶接棒を用いて、肉盛り溶接した。そして、上記ステンレス鋼と同一材質のステンレス鋼の溶接棒を用いて、チタン三層クラッド鋼のステンレス材層部分とステンレス鋼を連結するように肉盛り溶接した。
そして、その上に、チタン三層クラッド鋼のステンレス材層部分とステンレス鋼に渡るように、ステンレス鋼（Ａ２４０−３０４Ｌ）からなる板状体を配し、溶接して図１（ｃ）に記載のように接合した。
【００２５】
［結果］
このようにして得られたチタンクラッド鋼とステンレス鋼との接合によって製作されたベッセル内に内容物として酢酸水溶液を入れ、６０℃、１ヶ月間放置したところ、漏洩や腐食の問題は生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｄ）チタンクラッド鋼とステンレス鋼の接合方法の例を示す断面図
【図２】図１（ｂ）の２つを接合する前の斜視図
【図３】図１（ｂ）の２つを接合した後の斜視図
【符号の説明】
【００２７】
１  ステンレス鋼
２  チタンクラッド鋼
３ｂ  母材
４ｂ  ステンレス材層
５  チタン材層
６，６ｃ  肉盛り溶接部
７，７ｃ  肉盛り溶接部
８  板状体
９  溶接部
１０  銀ろう溶接部
１１  板状体
１２  溶接部
１３  空間部
１４  板状体
１５  肉盛り溶接部
１６  肉盛り溶接部
１７  開口部
【図１】
2005152910.tif 000003
【図２】
2005152910.tif 000004
【図３】
2005152910.tif 000005