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JP6259666B2 - Manufacturing method of stainless clad steel - Google Patents
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Description

本発明は、ステンレスクラッド鋼板を接合し、ステンレスクラッド鋼材を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a stainless clad steel material by joining stainless clad steel plates.

例えば、港湾施設の桟橋、岸壁、防波堤など海洋構造物の基礎には鋼管杭が用いられているが、鋼管杭は常時海水に曝されており、特に飛沫帯、干満帯での腐食環境は厳しいものとなっている。   For example, steel pipe piles are used for the foundations of offshore structures such as piers, quay walls and breakwaters in harbor facilities, but steel pipe piles are constantly exposed to seawater, and the corrosive environment is particularly severe in the splash and tidal zones. It has become a thing.

そこで一般的には、鋼管杭にエポキシ樹脂やウレタン等の皮膜を設けたり、皮膜に比べて耐久性に優れた手法として鋼管杭に耐海水性ステンレス鋼やチタンクラッド鋼を用いることで、防食効果を向上させている。   Therefore, in general, by providing a coating such as epoxy resin or urethane on the steel pipe pile, or by using seawater-resistant stainless steel or titanium clad steel for the steel pipe pile as a technique that is more durable than the coating, Has improved.

また、特許文献1には、腐食性を向上したステンレスクラッド鋼管の製造方法が開示されている。このステンレスクラッド鋼管を鋼管杭に用いることで、上述した他の手法と比較して耐用年数が長くなり、維持補修の手間を低減できることや、船舶、流木の衝突等の外的な衝撃に対する十分な強度を確保することが可能である。さらに、ステンレスクラッド鋼はチタンクラッド鋼に比べて安価であることや、溶接構造が簡易であるため、条件の厳しいオフショア海域で用いる際に有利である。   Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a stainless clad steel pipe with improved corrosivity. By using this stainless clad steel pipe for steel pipe piles, the service life will be longer compared to the other methods described above, maintenance work can be reduced, and sufficient for external impacts such as collision of ships and driftwood. It is possible to ensure strength. Furthermore, stainless steel clad steel is advantageous compared to titanium clad steel because it is less expensive and has a simple welded structure.

特開2005−133125号公報JP 2005-133125 A

しかしながら、特許文献1に記載されているステンレスクラッド鋼管が、実構造物へ適用された例はこれまでない。またこのステンレスクラッド鋼管を実構造物に適用するとした場合に、長尺にする必要があると、ステンレスクラッド鋼管の短管を溶接して継いでいくことになる。しかしながらステンレスクラッド鋼管の溶接の際には、ステンレス鋼の熱影響部分に鋭敏化が生じる可能性があり、造管後に固溶化熱処理が必要となる。従って、専用設備が必要となって大幅なコストアップとなってしまう。また、固溶化熱処理が十分に行えない場合には重防食塗装や電気防食を適用する必要があり、やはりコストアップは避けられない。   However, there has been no example in which the stainless clad steel pipe described in Patent Document 1 has been applied to an actual structure. Further, when this stainless clad steel pipe is applied to an actual structure, if it is necessary to make it long, the short pipe of the stainless clad steel pipe is welded and succeeded. However, when welding a stainless clad steel pipe, there is a possibility that sensitization may occur in the heat-affected portion of the stainless steel, and a solution heat treatment is required after pipe making. Therefore, dedicated equipment is required, resulting in a significant cost increase. In addition, when the solution heat treatment cannot be performed sufficiently, it is necessary to apply heavy anticorrosion coating or cathodic protection, and cost increase is unavoidable.

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、コストを抑えて、ステンレスクラッド鋼材を製造が可能なステンレスクラッド鋼材の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method of the stainless clad steel material which can manufacture a stainless clad steel material at low cost.

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法は、SUS312L、又は、NAS354Nのステンレス鋼を合せ材とし、炭素鋼を母材としたクラッド鋼板に開先加工を施す開先加工工程と、前記開先加工を施した前記クラッド鋼板同士を突き合わせ、シールドガスとして100%のCO2ガスを用いたアーク溶接によって前記合せ材側から溶接による接合を行う接合工程と、前記開先加工工程の後で、かつ前記接合工程の前に行い、前記合せ材の表面をシートで覆う養生工程と、を備え、前記接合工程では、前記母材に溶接を施す際の入熱量が40kJ/cm以下であり、前記合せ材に溶接を施す際の入熱量が10kJ/cm以上、20kJ/cm以下であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the manufacturing method of a stainless clad steel material according to the present invention includes a groove processing step of performing groove processing on a clad steel plate using SUS312L or NAS354N stainless steel as a combination material and carbon steel as a base material. After joining the clad steel plates subjected to pre-processing, joining by welding from the laminated material side by arc welding using 100% CO2 gas as a shielding gas , after the groove processing step, and And a curing step of covering the surface of the laminated material with a sheet, which is performed before the joining step, and in the joining step, an amount of heat input when welding the base material is 40 kJ / cm or less, The heat input when welding the material is 10 kJ / cm or more and 20 kJ / cm or less.

このように、接合工程で母材への入熱量が40kJ/cm以下とし、合せ材への入熱量を10kJ/cm以上、20kJ/cm以下とすることによって、溶接部分に十分な溶け込みを得ることができるとともに、ステンレス鋼である合せ材への入熱量を抑えることができる。また、シールドガスとして100%のCO2ガスであることで、溶接部分での溶接ビードの断面形状がナベ底状に拡がるため、溶接部分の端部での融合不良を防止しながら溶接接合が可能となる。従って、溶接時の内部欠陥が発生することを防止し、合せ材での鋭敏化の発生を抑制しながら接合できる。よって、長尺のステンレスクラッド鋼材を製造する際にも、固溶化熱処理を行う必要がなく、専用設備が不要となる。
また、このような養生工程によって、接合時などに合せ材への異物の付着を防止することができる。
As described above, the amount of heat input to the base material in the joining process is set to 40 kJ / cm or less, and the amount of heat input to the laminated material is set to 10 kJ / cm or more and 20 kJ / cm or less to obtain sufficient penetration in the welded portion. And the amount of heat input to the laminated material made of stainless steel can be suppressed. In addition, 100% CO2 gas as the shielding gas expands the cross-sectional shape of the weld bead at the welded portion to the bottom of the pan, enabling welding joining while preventing poor fusion at the end of the welded portion. Become. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of internal defects during welding, and to join while suppressing the occurrence of sensitization in the laminated material. Therefore, when manufacturing a long stainless clad steel material, it is not necessary to perform a solution heat treatment, and dedicated equipment is not required.
In addition, such a curing process can prevent foreign matters from adhering to the laminated material during bonding.

また、前記接合工程では、フラックスコアードアーク溶接が用いられてもよい。   In the joining step, flux cored arc welding may be used.

このようにフラックスコアードアーク溶接を行うことで、溶接品質の確保が可能となる。   By performing flux cored arc welding in this way, it is possible to ensure welding quality.

さらに、本発明に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法は、前記接合工程の後に、溶接部分を研磨し、酸洗を実施する仕上げ工程をさらに備えていてもよい。   Furthermore, the manufacturing method of the stainless clad steel material according to the present invention may further include a finishing step of polishing the welded portion and pickling after the joining step.

このように、溶接後に研磨、酸洗を行うことで、溶接スケールの除去が可能となる。   Thus, the welding scale can be removed by polishing and pickling after welding.

また、本発明に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法は、前記開先加工工程の後で、かつ前記接合工程の前に、溶接部分の周囲における前記合せ材の表面にスパッタ付着防止剤を塗布する接合準備工程をさらに備えていてもよい。   Further, in the method for producing a stainless clad steel material according to the present invention, the splicing adhesion preventing agent is applied to the surface of the laminated material around the welded portion after the groove processing step and before the joining step. A preparation step may be further provided.

このような接合準備工程によって、溶接時に生じるスパッタが合せ材の表面に付着してしまうことを防止することができる。   By such a joint preparation step, it is possible to prevent spatter generated during welding from adhering to the surface of the laminated material.

さらに、前記開先加工工程では、前記合せ材を溶接部分側の端面から所定距離除去するカットバック加工が施されてもよい。   Further, in the groove processing step, a cutback process may be performed in which the laminated material is removed from the end surface on the welded portion side by a predetermined distance.

このようなカットバック加工によって、母材の溶接に用いる溶接材が、合せ材に接触してしまわないようにできる。   By such a cutback process, it is possible to prevent the welding material used for welding the base material from coming into contact with the laminated material.

請求項1のステンレスクラッド鋼材の製造方法によれば、固溶化熱処理を行う必要がなくなることで、コストを抑えてステンレスクラッド鋼材を製造が可能である。また、ステンレスクラッド鋼材のさらなる品質向上につながる。 According to the method for producing a stainless clad steel material according to claim 1, since it is not necessary to perform a solution heat treatment, it is possible to produce a stainless clad steel material at a reduced cost. Moreover, it leads to further quality improvement of the stainless clad steel material.

また、請求項2のステンレスクラッド鋼材の製造方法によれば、ステンレスクラッド鋼材の品質向上につながる。   Moreover, according to the manufacturing method of the stainless clad steel material of Claim 2, it leads to the quality improvement of a stainless clad steel material.

さらに、請求項3のステンレスクラッド鋼材の製造方法によれば、ステンレスクラッド鋼材のさらなる品質向上につながる。   Furthermore, according to the method for producing a stainless clad steel material according to claim 3, the quality of the stainless clad steel material is further improved.

また、請求項4のステンレスクラッド鋼材の製造方法によれば、ステンレスクラッド鋼材のさらなる品質向上につながる。   Moreover, according to the manufacturing method of the stainless clad steel material of Claim 4, it leads to the further quality improvement of stainless clad steel material.

また、請求項5のステンレスクラッド鋼材の製造方法によれば、ステンレスクラッド鋼材のさらなる品質向上につながる。 Moreover, according to the manufacturing method of the stainless clad steel material of Claim 5 , it leads to the further quality improvement of stainless clad steel material.

本発明の実施形態に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法によって製造されたステンレスクラッド鋼材の短管の全体概略図である。1 is an overall schematic view of a short tube of a stainless clad steel material produced by a method for producing a stainless clad steel material according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the manufacturing method of the stainless clad steel material which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法に関し、開先加工工程、及び造管工程を実行した際のクラッド鋼板の要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the clad steel plate at the time of performing a groove processing process and a pipe making process regarding the manufacturing method of the stainless clad steel material which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るステンレスクラッド鋼材の製造方法に関し、接合工程を時系列に(a)、(b)、(c)、(d)に示すクラッド鋼板の要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the clad steel plate which shows a joining process to (a), (b), (c), (d) in time series regarding the manufacturing method of the stainless clad steel material which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係るステンレスクラッド鋼材100の製造方法について説明する。ここで、まず、製造されたステンレスクラッド鋼材100について説明する。
図1に示すように、ステンレスクラッド鋼材100は、SUS312L、又は、NAS354Nのステンレス鋼を合せ材2とし、例えばSM490YB等を母材3としたクラッド鋼板1から形成されたステンレスクラッド鋼管の短管である。
そしてこのステンレスクラッド鋼材100は、例えば海洋構造物の基礎となる鋼管杭に適用されるものである。
Hereinafter, the manufacturing method of the stainless clad steel material 100 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. Here, first, the manufactured stainless clad steel material 100 will be described.
As shown in FIG. 1, a stainless clad steel material 100 is a short tube of a stainless clad steel tube formed from a clad steel plate 1 with a stainless steel of SUS312L or NAS354N as a laminated material 2 and a base material 3 of, for example, SM490YB or the like. is there.
And this stainless clad steel material 100 is applied to the steel pipe pile used as the foundation of an offshore structure, for example.

図2に示すように、ステンレスクラッド鋼材100の製造方法は、クラッド鋼板1に開先加工を施す開先加工工程S1と、クラッド管を養生する養生工程S2と、クラッド鋼板1を管状に形成する造管工程S3とを備えている。
さらに、このステンレスクラッド鋼材100の製造方法は、造管工程S3の後に行う接合準備工程S4と、その後、溶接接合を行って上記短管を形成する接合工程S5と、接合工程S5の後に行われる仕上げ工程S6とを備えている。
As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the stainless clad steel material 100 forms a groove processing step S1 for performing groove processing on the clad steel plate 1, a curing step S2 for curing the clad tube, and the clad steel plate 1 in a tubular shape. And a tube forming step S3.
Furthermore, the manufacturing method of this stainless clad steel material 100 is performed after joining preparation process S4 performed after pipe making process S3, joining process S5 which performs welding joining after that, and forms the above-mentioned short pipe, and joining process S5. And finishing step S6.

まず、開先加工工程S1を実行する。即ち、図3に示すようにクラッド鋼板1の端面5に開先形状がX形開先となるように機械切削による開先加工を行う。またこの端面5では、図3のAに示すように、合せ材2を母材3に比べて所定距離分だけ多目に、端面5から離間するように除去するカットバック加工が施されることが好ましい。   First, the groove processing step S1 is executed. That is, as shown in FIG. 3, groove processing by mechanical cutting is performed on the end surface 5 of the clad steel plate 1 so that the groove shape becomes an X-shaped groove. Further, as shown in FIG. 3A, the end surface 5 is subjected to a cutback process for removing the laminated material 2 by a predetermined distance more than the base material 3 so as to be separated from the end surface 5. Is preferred.

次に、図3に示すように養生工程S2を実行する。即ち、開先加工が施された端面5近傍を除き、合せ材2の表面2aにポリエチレン等のシート6を貼着させて表面2aを覆う。   Next, a curing step S2 is performed as shown in FIG. That is, except for the vicinity of the end face 5 subjected to the groove processing, a sheet 6 such as polyethylene is adhered to the surface 2a of the laminated material 2 to cover the surface 2a.

そして、図3に示すように造管工程S3を実行する。即ち、合せ材2の表面2aが径方向の外側に位置するように、ベンディングローラーを用いてクラッド鋼板1を軸線Oを中心とした管状に形成する。この際、開先加工を施した端面5同士が軸線Oの周方向に突き合わされる。   Then, as shown in FIG. 3, the tube forming step S3 is executed. That is, the clad steel plate 1 is formed in a tubular shape centered on the axis O using a bending roller so that the surface 2a of the laminated material 2 is positioned on the outer side in the radial direction. At this time, the end faces 5 subjected to the groove processing are abutted in the circumferential direction of the axis O.

そして、接合準備工程S4を実行する。即ち、養生工程S2でシート6を貼着していない端面5近傍(溶接部分となる位置)の周囲における合せ材2の表面2aに、スパッタ付着防止剤4を塗布する。このスパッタ付着防止剤4とは、例えば、セラミック系の耐熱コート剤等である。   And joining preparation process S4 is performed. That is, the spatter adhesion preventing agent 4 is applied to the surface 2a of the laminated material 2 around the end surface 5 where the sheet 6 is not adhered in the curing step S2 (position to be a welded portion). The spatter adhesion preventing agent 4 is, for example, a ceramic heat resistant coating agent.

次に、接合工程S5を実行する。即ち、管状となったクラッド鋼板1の端面5同士が突き合わされることで形成された継ぎ目となる縦シームに、フラックスコアードアーク溶接(以下、FCAW溶接とする)を施して端面5同士を接合し、短管を形成する。
この際に用いられるシールドガスは、100%のCOガスとなっている。
Next, joining process S5 is performed. That is, the end surfaces 5 of the clad steel plate 1 formed into a tubular shape are joined to each other by performing flux cored arc welding (hereinafter referred to as FCAW welding) on a longitudinal seam formed as a seam. And a short tube is formed.
The shielding gas used at this time is 100% CO 2 gas.

より具体的にはこの接合工程S5では、図4(a)に示すように、まずX形開先を形成した端面5の外面側部分5aで、母材3同士を軸線Oの径方向外側から炭素鋼材用の溶接材を用いて接合する。その後、図4(b)に示すように、X形開先を形成した端面5の内面側部分5bにエアアークガウジングを施し、溶接不良部分をはつり取る。   More specifically, in this joining step S5, as shown in FIG. 4A, first, the base materials 3 are moved from the outside in the radial direction of the axis O at the outer surface side portion 5a of the end surface 5 where the X-shaped groove is formed. Join using welding material for carbon steel. Thereafter, as shown in FIG. 4B, air arc gouging is performed on the inner surface side portion 5b of the end surface 5 on which the X-shaped groove is formed, and the poorly welded portion is picked up.

さらに、図4(c)に示すように、内面側部分5bの母材3同士を、軸線Oの径方向内側から炭素鋼材用の溶接材を用いて接合する。
その後、図4(d)に示すように外面側部分5aの合せ材2同士を、軸線Oの径方向外側からステンレス用の溶接材を用いて接合する。
なお、ステンレス用の溶接材としては、合せ材2がSUS312Lの場合にはインコネル625(登録商標)を使用し、合せ材2がNAS354Nの場合にはハステロイC276(登録商標)を使用する。また、SUS312LとNAS354Nとを接合する場合には、インコネル625(登録商標)を使用することが好ましい。なお、インコネル625(登録商標)の成分を表1の上段に、また、ハステロイC276(登録商標)の成分を表1の下段に示す。

Figure 0006259666
Furthermore, as shown in FIG.4 (c), the base materials 3 of the inner surface side part 5b are joined from the radial direction inner side of the axis line O using the welding material for carbon steel materials.
Thereafter, as shown in FIG. 4 (d), the mating members 2 of the outer surface side portion 5 a are joined from the outside in the radial direction of the axis O using a welding material for stainless steel.
As the welding material for stainless steel, Inconel 625 (registered trademark) is used when the bonding material 2 is SUS312L, and Hastelloy C276 (registered trademark) is used when the bonding material 2 is NAS354N. In the case of joining SUS312L and NAS354N, it is preferable to use Inconel 625 (registered trademark). The components of Inconel 625 (registered trademark) are shown in the upper part of Table 1, and the components of Hastelloy C276 (registered trademark) are shown in the lower part of Table 1.
Figure 0006259666

ここで、接合工程S5での溶接時の条件として、母材3に溶接を施す際の入熱量を40〔kJ/cm〕以下とし、また、合せ材2に溶接を施す際の入熱量を10〔kJ/cm〕以上、20〔kJ/cm〕以下とする。これらの数値は、後述する実施例での結果に基づいて設定されている。   Here, as welding conditions in the joining step S5, the heat input when welding the base material 3 is set to 40 [kJ / cm] or less, and the heat input when welding the laminated material 2 is 10. [KJ / cm] or more and 20 [kJ / cm] or less. These numerical values are set based on the results in the examples described later.

最後に、溶接部分を研磨し、酸洗を実施する仕上げ工程S6を実行する。即ち、合せ材2の溶接ビード部分、及びその周辺の熱影響部を研磨し、酸液によって洗浄する。   Finally, a finishing step S6 is performed in which the welded portion is polished and pickled. That is, the weld bead portion of the laminated material 2 and the heat affected zone around it are polished and washed with an acid solution.

なお、図示はしないが、上述した開先加工工程S1を、短管における軸線O方向の端面に対して実行し、その後、養生工程S2、接合準備工程S4、接合工程S5、及び仕上げ工程S6を同様に実行する。このようにして複数の短管を接合して長尺のステンレスクラッド鋼管を製造する。この際、軸線O方向に短管を突き合わせた際の継ぎ目となる円周シームの溶接は、例えば、ウレタン製のターニングローラー上で回転させながら行われる。   In addition, although not shown in figure, the groove processing process S1 mentioned above is performed with respect to the end surface of the axis O direction in a short pipe, and after that, curing process S2, joining preparation process S4, joining process S5, and finishing process S6 are performed. Do the same. In this way, a long stainless clad steel pipe is manufactured by joining a plurality of short pipes. At this time, the welding of the circumferential seam that becomes a seam when the short pipe is abutted in the direction of the axis O is performed while rotating on a urethane turning roller, for example.

このようなステンレスクラッド鋼材100の製造方法によると、接合工程S5で母材3への入熱量が40〔kJ/cm〕以下とし、合せ材2への入熱量を10〔kJ/cm〕以上、20〔kJ/cm〕以下とすることによって、溶接部分に十分な溶け込みを得ることができる。また、ステンレス鋼の合せ材2への入熱量を抑えることができる。   According to such a manufacturing method of the stainless clad steel material 100, the heat input amount to the base material 3 is 40 kJ / cm or less in the joining step S5, and the heat input amount to the laminated material 2 is 10 kJ / cm or more, By setting it to 20 [kJ / cm] or less, sufficient penetration can be obtained in the welded portion. Further, the amount of heat input to the stainless steel laminated material 2 can be suppressed.

このため、溶接時の内部欠陥が発生することを防止しつつ、合せ材2での鋭敏化の発生を抑制しながらの溶接接合が可能となる。よって、短管を製造する場合の縦シームの溶接を行う際に、固溶化熱処理を行う必要がなくなる。
また同様に、短管を突き合わせて円周シームの溶接を行い、ステンレスクラッド鋼材100として、長尺のステンレスクラッド鋼管を製造する際にも固溶化熱処理を行う必要がなくなる。
For this reason, welding joining is possible while preventing the occurrence of sensitization in the laminated material 2 while preventing the occurrence of internal defects during welding. Therefore, it is not necessary to perform a solution heat treatment when welding a vertical seam when manufacturing a short pipe.
Similarly, it is not necessary to perform a solution heat treatment when a long stainless clad steel pipe is manufactured as the stainless clad steel material 100 by welding the circumferential seam by butting the short pipes.

この結果、固溶化熱処理を行う大きな専用設備が不要となる。また固溶化熱処理が不要となることで、製造可能な短管のサイズに制約がなくなり、短管サイズのバリエーションが多くなる。具体的には、短管長さがクラッド鋼板1の板幅寸法の最大値となるように、クラッド鋼板1の造管が可能となる。   As a result, a large dedicated facility for performing a solution heat treatment becomes unnecessary. In addition, since no solution heat treatment is required, there is no restriction on the size of the short tube that can be manufactured, and variations in the short tube size increase. Specifically, the clad steel plate 1 can be piped so that the short tube length becomes the maximum value of the plate width dimension of the clad steel plate 1.

また、100%のCOのシールドガスを用いたFCAW溶接を行うことで、溶接部分での溶接ビードの断面形状がナベ底状に拡がるため、溶接部分の端部での融合不良を防止しながらの溶接接合が可能となり、ステンレスクラッド鋼材100の品質向上につながる。 Also, by performing FCAW welding using 100% CO 2 shielding gas, the cross-sectional shape of the weld bead at the welded portion expands to the bottom of the pan, while preventing poor fusion at the end of the welded portion. Can be welded together, leading to improved quality of the stainless clad steel material 100.

さらに、仕上げ工程S6で研磨、酸洗を行うことで、溶接スケールの除去が可能となることや、スパッタ付着防止剤4の塗布によって、溶接時に生じるスパッタが合せ材2の表面2aに付着してしまうことを防止することができる。このため、ステンレスクラッド鋼材100のさらなる品質向上につながる。   Further, by performing polishing and pickling in the finishing step S6, it becomes possible to remove the welding scale, and by applying the spatter adhesion preventing agent 4, spatter generated during welding adheres to the surface 2a of the bonding material 2. Can be prevented. For this reason, it leads to the further quality improvement of the stainless clad steel material 100.

さらに、養生工程S2によって、クラッド鋼板1を造管する際に、合せ材2への異物の付着を防止することができることや、カットバック加工によって、母材3に溶接を施す際の炭素鋼用の溶接材が合せ材2に接触してしまわないようにできる。従って、溶接部分の品質向上につながり、ステンレスクラッド鋼材100のさらなる品質向上につながる。   Furthermore, when the clad steel plate 1 is piped by the curing step S2, it is possible to prevent adhesion of foreign matter to the laminated material 2, and for carbon steel when welding the base material 3 by cutback processing. The welding material can be prevented from coming into contact with the laminated material 2. Therefore, the quality of the welded portion is improved, and the quality of the stainless clad steel material 100 is further improved.

本実施形態のステンレスクラッド鋼材100の製造方法によれば、固溶化熱処理を行う必要がなくなることで、コストを抑えつつ、ステンレスクラッド鋼材100を製造することが可能となる。   According to the method for manufacturing the stainless clad steel material 100 of the present embodiment, it is possible to manufacture the stainless clad steel material 100 while suppressing costs by eliminating the need for solution heat treatment.

以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、上述の実施形態では、開先加工工程S1で加工する開先形状は、X形開先には限定されない。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, some design changes can be made without departing from the technical idea of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the groove shape processed in the groove processing step S1 is not limited to the X-shaped groove.

また、接合工程S5ではFCAW溶接を用いる場合に限られず、母材3の部分の溶接にFCAW溶接以外のガスシールドアーク溶接、サブマージアーク溶接、被覆アーク溶接等を適用し、合せ材2の部分にFCAW溶接以外のガスシールドアーク溶接、TIG溶接、プラズマアーク溶接等を適用してもよい。   The joining step S5 is not limited to the case where FCAW welding is used, but gas shield arc welding other than FCAW welding, submerged arc welding, covering arc welding, or the like is applied to the base material 3 portion, and the laminated material 2 portion is applied. Gas shield arc welding, TIG welding, plasma arc welding, or the like other than FCAW welding may be applied.

さらに、上述の実施形態では、ステンレスクラッド鋼材100は、海洋基礎構造物の基礎となる鋼管杭に適用可能とするように、鋼管である場合について説明した。しかしこのような場合には限定されず、例えばポンツーンなどの大型平面構造物に適用可能となるように大型鋼板として製造することも可能である。この場合には上述した造管工程S3は不要である。   Further, in the above-described embodiment, the case where the stainless clad steel material 100 is a steel pipe has been described so as to be applicable to a steel pipe pile that is a foundation of an offshore foundation structure. However, the present invention is not limited to such a case, and for example, it can be manufactured as a large steel plate so as to be applicable to a large planar structure such as a pontoon. In this case, the above-described tube forming step S3 is not necessary.

〔実施例〕
ここで、表2に示すように、シールドガスに100%のCOガスを用いてステンレス鋼にFCAW溶接を施し、非破壊検査(UT(超音波探傷検査)、RT(放射線透過検査))によって溶接欠陥の発生の有無等を検査する実験を行った。
〔Example〕
Here, as shown in Table 2 , FCAW welding was performed on stainless steel using 100% CO 2 gas as a shielding gas, and by nondestructive inspection (UT (ultrasonic inspection), RT (radiation transmission inspection)). An experiment was conducted to inspect the presence or absence of welding defects.

実験結果は、ケース1の場合、即ち、入熱量が9.450〔kJ/cm 〕の場合には、UT検査、RT検査ともに不合格となった。これは、入熱量が小さすぎることで、融合不良が生じたためと考えられる。   In the case of Case 1, that is, when the heat input amount is 9.450 [kJ / cm 2], both the UT inspection and the RT inspection were rejected. This is thought to be due to poor fusion due to the heat input being too small.

また、ケース3の場合、即ち、入熱量が23.040〔kJ/cm 〕の場合には、UT検査、RT検査ともに合格であった。しかしながら、入熱量が大きすぎるため、CPT(臨界孔食発生温度)、及び、CCT(臨界すきま腐食発生温度)の結果が好ましくない結果となった。従って、ケース3の場合には固溶化熱処理によって耐食性能を向上させる必要がある。   In the case of case 3, that is, when the heat input was 23.040 [kJ / cm 2], both the UT inspection and the RT inspection passed. However, since the amount of heat input is too large, the results of CPT (critical pitting corrosion generation temperature) and CCT (critical crevice corrosion generation temperature) are undesirable. Therefore, in case 3, it is necessary to improve the corrosion resistance by solution heat treatment.

ここで、ケース2の場合、即ち、入熱量が13.660〔kJ/cm 〕の場合には、UT検査、RT検査ともに合格であり、また、耐食性能も十分得られることがわかった。さらに、このケース2の場合には、機械的性質ついて疲労強度が疲労設計曲線のD等級を満足することや、JISA5525(鋼管杭)の規格を満足することが確認できた。   Here, in case 2, that is, when the heat input is 13.660 [kJ / cm 2], it was found that both the UT inspection and the RT inspection passed, and sufficient corrosion resistance was obtained. Furthermore, in the case 2, it was confirmed that the fatigue strength of the mechanical properties satisfies the D grade of the fatigue design curve and satisfies the standard of JIS A5525 (steel pipe pile).

このような結果を踏まえ、上述の実施形態では、接合工程S5で合せ材2に溶接を施す際の入熱量を10〔kJ/cm〕以上、20〔kJ/cm〕以下とした。   Based on such results, in the above-described embodiment, the heat input when welding the laminated material 2 in the joining step S5 is set to 10 [kJ / cm] or more and 20 [kJ / cm] or less.

また、表3に示すように、合せ材2に溶接を施す際の入熱量を10〔kJ/cm〕以上、20〔kJ/cm〕以下となる条件の下でシールドガスの種類を変え、ステンレス鋼にFCAW溶接を施し、溶接欠陥の発生の有無等を検査する実験を行った。 In addition, as shown in Table 3 , the type of shield gas is changed under the condition that the heat input when welding the laminated material 2 is 10 [kJ / cm] or more and 20 [kJ / cm] or less. The steel was subjected to FCAW welding, and an experiment was conducted to inspect for the occurrence of welding defects.

ケース1〜3のように、シールドガスに100%のCOガスを用いた場合では、耐食性能、機械的性質、内部欠陥、及び外観のいずれについても合格となった。一方で、シールドガスに20%のCOガスと80%のArガスとを混合したガスを用いた場合には、RT検査の結果が不合格となり、内部欠陥が発生したことが確認できた。 As in Cases 1 to 3, when 100% CO 2 gas was used for the shielding gas, all of the corrosion resistance, mechanical properties, internal defects, and appearance were acceptable. On the other hand, in the case of using mixed gas of 20% of the CO 2 gas and 80% Ar gas to the shield gas, the result of RT test is failed, it was confirmed that the internal defect occurs.

このような結果を踏まえ、上述の実施形態では、接合工程S5では、シールドガスに100%のCOガスを用いた。 Based on such results, in the above-described embodiment, 100% CO 2 gas is used as the shielding gas in the joining step S5.

また、表4に示すように、シールドガスに100%のCOガスを用いて炭素鋼にサブマージアーク溶接を施し、外観検査、耐食性評価を行った。 As shown in Table 4 , carbon steel was subjected to submerged arc welding using 100% CO 2 gas as a shielding gas, and appearance inspection and corrosion resistance evaluation were performed.

実験結果は、ケース3場合、即ち、入熱量が49.2〔kJ/cm 〕の場合には外観検査の結果が不良となった。これは、炭素鋼に溶接を施した後の溶接部の表面が滑らかでなく、上述の実施形態のように母材3の溶接後にさらに合せ材2の溶接を施すような場合に、溶接欠陥が生じてしまう可能性があるためである。   As a result of the experiment, in the case 3, that is, when the heat input amount is 49.2 [kJ / cm 2], the result of the appearance inspection is poor. This is because the surface of the welded portion after the carbon steel is welded is not smooth, and the welding defect is caused when the base material 3 is welded and the laminated material 2 is further welded as in the above-described embodiment. This is because it may occur.

一方で、ケース1の入熱量が27.8〔kJ/cm 〕の場合、及び、ケース2の入熱量が35.2〔kJ/cm 〕の場合には、外観検査の結果は良好であった。   On the other hand, when the heat input amount of Case 1 was 27.8 [kJ / cm 2] and when the heat input amount of Case 2 was 35.2 [kJ / cm 2], the result of the appearance inspection was good. .

なお、耐食性評価ではケース1〜3のいずれの場合でも合格となった。この耐食性評価では、孔食電位を、60〔℃〕、5.6〔%〕の塩化ナトリウム水溶液中での電流密度が100〔μA/cm〕となる対SSE電位とし、900〔mV〕以上を合格とした。
このような結果を踏まえ、上述の実施形態では、接合工程S5で母材3に溶接を施す際の入熱量を40〔kJ/cm〕以下とした。
In addition, in the corrosion resistance evaluation, it passed in any case 1 to 3. In this corrosion resistance evaluation, the pitting potential is set to a potential against SSE of 100 [μA / cm 2 ] in a sodium chloride aqueous solution of 60 [° C.] and 5.6 [%], and 900 [mV] or more. Was passed.
Based on such results, in the above-described embodiment, the amount of heat input when welding the base material 3 in the joining step S5 is set to 40 [kJ / cm] or less.

1…クラッド鋼板 2…合せ材 2a…表面 3…母材 4…スパッタ付着防止剤 5…端面 5a…外面側部分 5b…内面側部分 6・・・シート S1…開先加工工程 S2…養生工程 S3…造管工程 S4…接合準備工程 S5…接合工程 S6…仕上げ工程 100…ステンレスクラッド鋼材 O…軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Clad steel plate 2 ... Laminated material 2a ... Surface 3 ... Base material 4 ... Spatter adhesion prevention agent 5 ... End surface 5a ... Outer surface side part 5b ... Inner surface side part 6 ... Sheet S1 ... Groove processing process S2 ... Curing process S3 ... pipe making process S4 ... joining preparation process S5 ... joining process S6 ... finishing process 100 ... stainless clad steel material O ... axis

Claims (5)

SUS312L、又は、NAS354Nのステンレス鋼を合せ材とし、炭素鋼を母材としたクラッド鋼板に開先加工を施す開先加工工程と、
前記開先加工を施した前記クラッド鋼板同士を突き合わせ、シールドガスとして100%のCO2ガスを用いたアーク溶接によって前記合せ材側から溶接による接合を行う接合工程と、
前記開先加工工程の後で、かつ前記接合工程の前に行い、前記合せ材の表面をシートで覆う養生工程と、
を備え、
前記接合工程では、前記母材に溶接を施す際の入熱量が40kJ/cm以下であり、前記合せ材に溶接を施す際の入熱量が10kJ/cm以上、20kJ/cm以下であることを特徴とするステンレスクラッド鋼材の製造方法。
A groove processing step of performing groove processing on a clad steel plate using SUS312L or NAS354N stainless steel as a combination material and carbon steel as a base material;
Joining the clad steel plates that have been subjected to the groove processing, joining by welding from the mating material side by arc welding using 100% CO2 gas as a shielding gas;
A curing step that is performed after the groove processing step and before the joining step, and covers the surface of the laminated material with a sheet,
With
In the joining step, the heat input when welding the base metal is 40 kJ / cm or less, and the heat input when welding the laminated material is 10 kJ / cm or more and 20 kJ / cm or less. A method for producing a stainless clad steel material.
前記接合工程では、フラックスコアードアーク溶接が用いられることを特徴とする請求項1に記載のステンレスクラッド鋼材の製造方法。   The method for producing a stainless clad steel material according to claim 1, wherein flux cored arc welding is used in the joining step. 前記接合工程の後に、溶接部分を研磨し、酸洗を実施する仕上げ工程をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のステンレスクラッド鋼材の製造方法。   The method for producing a stainless clad steel material according to claim 1, further comprising a finishing step of polishing the welded portion and performing pickling after the joining step. 前記開先加工工程の後で、かつ前記接合工程の前に、溶接部分の周囲における前記合せ材の表面にスパッタ付着防止剤を塗布する接合準備工程をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼材の製造方法。   The apparatus further comprises a joining preparation step of applying a spatter adhesion preventing agent to the surface of the laminated material around the welded portion after the groove processing step and before the joining step. 4. The method for producing a stainless clad steel material according to any one of 3 above. 前記開先加工工程では、前記合せ材を溶接部分側の端面から所定距離除去するカットバック加工が施されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のステンレスクラッド鋼材の製造方法。 In the groove processing step, a stainless clad steel according to claim 1, any one of 4, characterized in that the cut-back process is performed to a predetermined distance removing the cladding material from the end face of the welded portion side Production method.
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