インバー合金を用いたLNG配管の開発（第3報）－厚板インバー合金の多層盛GTAW施工法に関する研究

摘要

Fe-36％Niからなるインバー合金は，低熱膨張特性および優れた低温靭性を有することから，古くから低温流体の輸送配管への適用について検討がなされている。 しかし，インバー合金はオーステナイト系ステンレス鋼に比べて溶接金属割れが発生しやすく，溶接性に劣ることが古くから指摘されており，大型構造物，特に厚板構造物には広く適用されてこなかった。 これに対し，著者らはこれまでインバー合金の溶接性に関して冶金的な検討を加え，インバー合金の多層盛り溶接金属割れがいわゆる延性低下割れ（再熱割れ）であり，割れ発生はSの凝固偏析による顆界結合力の低下が主因であること，そしてこの再熱割れの防止に対してC，Nbの複合添加が有効であること，さらに凝固割れに関しても，0.2％程度のCとの複合添加によりNbが凝固割れ感受性を低減する効果があることを明らかにしている。これらの基礎的な知見を踏まえ，著者らはインバー合金製液化天然ガス(LNG)配管の溶接に関し，現場に適用可能な裕度のある施工法を確立することを目的として本研究を行った。 本報では，板厚9.5mmのインバー合金突合せ継手のGTAWによる溶接施工方法および得られた溶接継手の特性（特に低温衝撃特性）について検討した結果を報告する。またここでは，インバー合金同士に加えて，LNG基地配管で一般のステンレス鋼製LNG配管との間で必要となるインバー合金とSUS304の異材継手についても，同様の検討結果を述べる。