(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管（Ｐ）の内面に腐食流体が挿通可能な程度の円弧状間隙（Ｇ）を形成する工程と、該円弧状間隙に腐食流体を供給して金属管の内面にＳＣＣを発生させる工程とを有し、前記円弧状間隙の設定が、円弧状ブラケット（１）の外側円弧状面（１ａ）に、周方向に間隔を空けて対をなす硬質円弧状間隙形成部材（２）と、該硬質円弧状間隙形成部材の間に配される軟質間隙形成部材（３）と、該軟質間隙形成部材及び前記硬質円弧状間隙形成部材の外周と前記金属管の内周との間に配される繊維状組織部材（４）とを取り付けておき、前記硬質円弧状間隙形成部材（２）で前記繊維状組織部材（４）を金属管の内面に押し付けることにより行なわれることを特徴とするＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法。
【請求項２】
予め金属管（Ｐ）の内面に鋭敏化処理を施しておくことを特徴とする請求項１記載のＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法。
【請求項３】
金属管（Ｐ）の内面に腐食流体が挿通可能な程度の円弧状間隙（Ｇ）を形成し、該円弧状間隙に腐食流体を供給して金属管の内面にＳＣＣを発生させる装置であって、金属管の中に挿入される円弧状ブラケット（１）と、該ブラケットの外側円弧状面（１ａ）に周方向に間隔を空けて配され対をなす硬質間隙形成部材（２）と、該硬質間隙形成部材の間に配される軟質間隙形成部材（３）と、該軟質間隙形成部材及び前記硬質間隙形成部材の外周と前記金属管の内周との間に介在状態に配される繊維状組織部材（４）と、ブラケットを半径外方向に移動させる拡径手段（５）とを具備することを特徴とするＳＣＣ入りパイプサンプルの製作装置。
【請求項４】
円弧状ブラケット（１）が、複数分割状態に形成されるとともに、該円弧状ブラケットと拡径手段（５）とが、支持プレート（６）に支持された状態で金属管（Ｐ）の内部に挿入されることを特徴とする請求項３記載のＳＣＣ入りパイプサンプルの製作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置に係り、特に、金属管の内部に粒内応力腐食割れを導入するものである。
【０００２】
【従来の技術】
応力腐食割れを導入したＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法として、特開平３−１３８３１４号公報「ＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法」に示す技術が提案されている。
該技術例は、金属管（例えばオーステナイト系ステンレス鋼管の一種であるＳＵＳ３０４鋼管）に周溶接継手が形成されている場合に、クレビス治具を操作して円弧状ブラケットを半径外方向に広げるとともに、金属管の内面と円弧状ブラケットとの間に、グラファイトウールを介在させて円弧状間隙を形成しておき、該円弧状間隙に高濃度溶存酸素の高温高圧水を送り込んで隙間腐食を発生させ、該隙間腐食を時間経過とともに成長させるというものである。
【０００３】
この方法によって、周溶接継手内面の必要とする範囲に、十分な深さのＳＣＣ（粒内応力腐食割れ）を付与したパイプサンプルが製作される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属管は、通常の場合、正確な真円円筒状態とすることが困難であるとともに、周溶接継手の形成によって歪みが発生することもあいまって、金属管の内面に均等な隙間を介在させることが困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
▲１▼金属管の歪みや寸法変動による影響を低減して、ＳＣＣ導入を容易にすること。
▲２▼金属管の所望の位置におけるＳＣＣ導入率を高めること。
▲３▼金属管の内面に均一な腐食環境を形成し、精度の高いＳＣＣを確実に発生させること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
金属管に周溶接継手を形成するとともに、金属管の管壁を約５００℃の温度で２４時間程度加熱する等により、管壁組織を鋭敏化状態に導く熱処理を行なっておいたものを適用し、金属管の内面に腐食流体が挿通可能な程度の間隙を形成し、該間隙に腐食流体を供給することにより金属管の内面にＳＣＣを発生させる。
ブラケットの外側円弧状面に、周方向に間隔を空けて対をなす硬質間隙形成部材と、該硬質間隙形成部材の間に配される軟質間隙形成部材と、該軟質間隙形成部材の表面に配される繊維状組織部材とを取り付けておき、硬質間隙形成部材を金属管の内面に押し付けることにより、円弧状間隙の設定が行なわれる。
金属管の中にブラケットを配する際に、円弧状ブラケットが、複数分割状態に形成されるとともに、該円弧状ブラケットと拡径手段とが、支持プレートに支持された状態で金属管の内部に挿入され、拡径手段によりブラケットを支持して半径外方向に移動させる技術が採用される。
繊維状組織部材としては、グラファイトウール等が適用される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置の一実施形態について、図１ないし図３に基づいて説明する。
図１ないし図３において、符号Ｐは金属管、Ｗは周溶接継手、Ｇは円弧状間隙、１は円弧状ブラケット、２は硬質間隙形成部材、３は軟質間隙形成部材、４は繊維状組織部材（グラファイトウール）、５は拡径手段、６は支持プレートである。
【０００８】
以下、ＳＣＣを発生させる処理工程順に説明する。
図１ないし図３例では、金属管Ｐ（鋼管）１に周溶接継手Ｗが形成されている場合に、周溶接継手Ｗの近傍における内表面に管軸方向のＳＣＣを形成するものとする。
【０００９】
〔適用金属管〕
例えばオーステナイト系ステンレス鋼管に対して、ＳＣＣを発生させる場合には、炭素量が０．０４％以下のものが適用される。
【００１０】
〔鋭敏化熱処理〕
周溶接継手Ｗの部分を誘導加熱する方法や、金属管１を加熱炉内で加熱する方法等によって、管壁組織を約５００℃の温度で２４時間程度加熱し、管壁組織を鋭敏化状態に導く熱処理を行なう。
【００１１】
〔円弧状間隙の形成〕
金属管ＰにＳＣＣを導入する装置として、図１ないし図３に示すＳＣＣ入りパイプサンプルの製作装置（製作装置）Ｘが適用される。
【００１２】
該製作装置Ｘは、複数分割状態の円弧状ブラケット１と、円弧状ブラケット１の外側円弧状面１ａに周方向に間隔を空けて対をなすように取り付けられる硬質間隙形成部材２と、該硬質間隙形成部材２の間に介在状態に取り付けられる軟質間隙形成部材３と、該軟質間隙形成部材３の表面に配される繊維状組織部材４と、繊維状組織部材４を金属管Ｐの内面に押し付けることにより円弧状間隙Ｇの設定を行なうための拡径手段５と、円弧状ブラケット１や拡径手段５を組み付けるための支持プレート６と、軟質間隙形成部材３と金属管Ｐの内面との間に介在させられる金属箔７とにより構成されている。
【００１３】
加えて、円弧状ブラケット１は、その外周面に金属管Ｐの内周面形状に倣って外側円弧状面１ａが形成され、内側にテーパ面１ｂが形成されているとともに、支持プレート６に係合させられる突出状態のスライド部１ｃが配されており、前記硬質間隙形成部材２は、図１に示すように周方向（金属管Ｐの周方向）に間隔を空けて対をなすようにかつ金属等の剛性を有する材料により形成され、前記軟質間隙形成部材３は、一対の硬質間隙形成部材２の間を埋めるように配され耐熱性を有する合成樹脂の単体のシート，あるいは合成樹脂層に金属繊維を介在させた複合材からなりかつ硬質間隙形成部材２に対して相対的に硬度の小さなもので形成され、繊維状組織部材４は、従来例で説明したグラファイトウール等の流体の挿通性を有するものが適用される。
【００１４】
前記拡径手段５は、円弧状ブラケット１のテーパ面１ｂの内方に接触状態に配されるテーパ面５ａや挿通穴５ｂを有するブッシュ５Ａと、該ブッシュ５Ａの挿通穴５ｂに挿入され支持プレート６と螺合状態または固定状態のボルト５Ｂと、該ボルト５Ｂに固定状態または螺合状態のナット５Ｃと、座金５Ｄとにより構成されている。
【００１５】
前記支持プレート６は、その外径が金属管Ｐの管穴に挿入し得る程度の大きさに設定されるとともに、円弧状ブラケット１のスライド部１ｃと係合して、半径方向に誘導するためのスライド穴６ａと、金属管Ｐの管軸方向に流体の挿通を許容するための流体挿通穴６ｂとを有している。
【００１６】
かかる製作装置Ｘを図１ないし図３に示すように、金属管Ｐの内部に挿入して、拡径手段５におけるボルト５Ｂを回転させる拡径操作により、円弧状ブラケット１のテーパ面１ｂとブッシュ５Ａのテーパ面５ａとの接触を強めて、円弧状ブラケット１を半径外方向に駆動すると、対をなす硬質間隙形成部材２で繊維状組織部材４を金属管Ｐの内面に押し付けるようになるとともに、軟質間隙形成部材３の部分が相対的に軟質であるために、金属管Ｐの内面の多少の変形や凹凸が許容されて、円弧状間隙Ｇの設定が行なわれる。
【００１７】
〔ＳＣＣの発生と成長〕
以下、従来の技術例として掲げた特開平３−１３８３１４号公報「ＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法」に示す技術に準じて、金属管Ｐの閉塞を行ない、かつ円弧状間隙Ｇに腐食流体の供給を行なうとともに、り金属管Ｐの内面にＳＣＣを発生させる。
周溶接継手Ｗの近傍には、その形成時の溶接熱による影響や前述の鋭敏化熱処理によって生じた鋭敏化域が付与されている感受性と、溶接金属の収縮にともなって付与された引っ張り応力と、高圧水の圧力の伸張力に基づく引っ張り応力とが付与されるとともに、これに腐食流体の存在及びこれを浸透させようとする圧力の各条件が整うことと、円弧状間隙Ｇが存在していわゆる隙間腐食が起こり易いこととにより、繊維状組織部材４と接触している周溶接継手Ｗの近傍内面にＳＣＣが発生し、その後、円弧状間隙Ｇの部分のＳＣＣが時間経過とともに次第に成長する。
【００１８】
なお、ＳＣＣを目的とする大きさまで成長させた後、金属管Ｐを適宜長さに切断し、かつ、製作装置Ｘを外して除去することにより、応力腐食割れ入りパイプサンプルが完成する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明と係るＳＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置にあっては、以下のような効果を奏する。
（１）  ブラケットの外側円弧状面に、間隔を空けた状態の対をなす硬質間隙形成部材と、その間に位置する軟質間隙形成部材と、繊維状組織部材とを取り付けておいて、繊維状組織部材を金属管の内面に押し付けて円弧状間隙の設定を行なうことにより、金属管の歪みや寸法変動による影響を低減して、ＳＣＣ導入を容易にすることができる。
（２）  軟質間隙形成部材により円弧状間隙の範囲が設定され、金属管の所望の位置におけるＳＣＣ導入率を高めることができる。
（３）  軟質間隙形成部材と繊維状組織部材との厚さ寸法の変動を許容することにより、金属管の内面に均一な腐食環境を形成し、精度の高いＳＣＣを確実に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置の一実施形態を示す一部を切欠した正断面図である。
【図２】  本発明に係るＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置の一実施形態を示す一部を切欠した側面図である。
【図３】  本発明に係るＳＣＣ入りパイプサンプルの製作方法及びその装置の一実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
Ｘ  製作装置
Ｐ  金属管
Ｗ  周溶接継手
Ｇ  円弧状間隙
１  円弧状ブラケット
１ａ  外側円弧状面
１ｂ  テーパ面
１ｃ  スライド部
２  硬質間隙形成部材
３  軟質間隙形成部材
４  繊維状組織部材（グラファイトウール）
５  拡径手段
５Ａ  ブッシュ
５Ｂ  ボルト
５Ｃ  ナット
５Ｄ  座金
５ａ  テーパ面
５ｂ  挿通穴
６  支持プレート
６ａ  スライド穴
６ｂ  流体挿通穴
【図１】
0004055086.tif 000002
【図２】
0004055086.tif 000003
【図３】
0004055086.tif 000004