JP2001300659A - 管材の拡管加工方法 - Google Patents

管材の拡管加工方法

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JP2001300659A
JP2001300659A JP2000121505A JP2000121505A JP2001300659A JP 2001300659 A JP2001300659 A JP 2001300659A JP 2000121505 A JP2000121505 A JP 2000121505A JP 2000121505 A JP2000121505 A JP 2000121505A JP 2001300659 A JP2001300659 A JP 2001300659A
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pipe
tube
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inner diameter
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Yoichi Imamura
陽一 今村
Takashi Satsuki
貴史 皐月
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同じ寸法の母管から肉厚の異なる管材の作り
分けが可能な管材の拡管加工方法を提供する。更に、真
円度に優れた管材の製造が可能な拡管方法を提供する。 【解決手段】 プラグの出側で軸方向引張り力を付加す
るとともに、拡管前の管材の肉厚t0 および管材の内径
di0、拡管後の管材の目標肉厚t1 および管材の目標内
径di1ならびに管材の降伏応力σypとから下記式で軸方
向引張り力の狙い値を演算し、この狙い値に軸方向引張
り力を調整する。軸方向引張り力の狙い値は管材の降伏
応力の0.02〜0.1倍がよい。 σza={Fc×(1−t1/t0)+Fa}×σyp 但し、Fc=a1×(di1/di0)−b1 Fa=a2×(di1/di0)−b2 a1、b1、a2、b2:定数

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は管材の拡管加工方法
に関し、詳しくは、異なる肉厚の管材の作り分けが可能
であり、また、真円度に優れた管材が得られる拡管加工
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】拡管加工による管材の製造は、比較的小
型の設備で小径の管材を素材として大径の管材が得られ
るという特徴があり、種々の拡管加工方法が提案されて
いる。
【0003】従来、拡管加工方法としては、固定したプ
ラグに管全体を加熱した管材を押し込み拡管する方法が
知られている。しかしながら、この方法では、管材に作
用する軸方向圧縮力により座屈が発生し易いため、拡管
比の大きい拡管や長尺管の拡管が難しいという問題があ
る。
【0004】そこで、特開昭61−67528号公報に
は、長尺管の加工を可能とする拡管加工方法が開示され
ている。すなわち、この方法は、拡管すべき金属管と同
心円状で狭幅の加熱帯をプラグと常にほぼ一定の相対位
置をとるように設け、プラグ及び加熱帯と拡管すべき金
属管の一方または両方を相対的に移動させるものであ
り、プラグ拡管部の入側直近に加熱装置を設けてあり、
拡管部付近のみを局部加熱することを特徴としている。
この局部加熱により、座屈を発生することなく長尺管の
拡管による製造が可能と記載されている。また、同公報
には、入側より管材を押し込むと同時に出側より拡管さ
れた管材を引張る方法も開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された方法では、下記の問題がある。なお、以
下、拡管前の管材を母管といい、拡管後の管材を製品管
ともいう。
【0006】第1の問題は、肉厚が異なる製品管を作り
分けるためには母管肉厚の変更が必要となることであ
る。製品管の内径はプラグ径により規定されるが、製品
管の内径すなわちプラグ径と、母管寸法とが決まると、
製品管の肉厚の変更ができない。従って製品管の内径は
同じであっても、製品管の肉厚に応じて肉厚の異なる母
管を用意する必要がある。その為、母管の製造に必要な
工具保有量が増加するとともに、寸法変更の為の段取り
替えの頻度が増え製造コストが嵩むという問題を抱え
る。
【0007】第2の問題は、製品管の真円度が悪いこと
である。拡管加工では、プラグ出側で管材内面がプラグ
面を離れる現象が見られる。以後この現象をオーバシュ
ートと呼ぶ。このオーバシュートが生じると、管材は内
面を拘束されずに拡管される。このため管材の周方向偏
肉や偏熱などにより周方向で軸方向ひずみがばらつき、
製品管の真円度が悪化する。
【0008】本発明の課題は、同じ寸法の母管から肉厚
の異なる管材の作り分けが可能な拡管加工方法を提供す
ることにある。また、本発明の課題は、同じ寸法の母管
から肉厚の異なる管材の作り分けが可能で、更に真円度
に優れた管材の製造が可能な拡管加工方法を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、プラグ出側
から付加する軸方向引張り力に注目した種々の拡管加工
試験を行い、母管の寸法ならびに製品管の目標寸法に基
づき適正な軸方向引張り力を選択することにより上記課
題が解決されることを知見した。本発明の要旨は以下の
とおりである。
【0010】(1)管材の内径より大きな外径のプラグ
に管材を内側から押し付けるとともに、該プラグの出側
で前記管材に軸方向引張り力を付加して行う管材の拡管
加工方法において、拡管前の管材の肉厚および管材の内
径、拡管後の管材の目標肉厚および管材の目標内径、な
らびに管材の降伏応力とから軸方向引張り力の狙い値を
演算し、この演算結果に基づき軸方向引張り力を調整す
ることを特徴とする管材の拡管加工方法。
【0011】(2)上記軸方向引張り力の狙い値σzaが
下記式で演算されることを特徴とする上記(1)項に記
載の管材の拡管加工方法。 σza={Fc×(1−t1/t0)+Fa}×σyp 但し、Fc=a1×(di1/di0)−b1、 Fa=a2×(di1/di0)−b2、 a1、b1、a2、b2:定数、 di0:拡管前の管材の内径、di1:拡管後の管材の目標
内径、 t0 :拡管前の管材の肉厚、 t1:拡管後の管材の目標
肉厚、 σyp:管材の降伏応力。
【0012】(3)上記軸方向引張り力の狙い値が管材
の降伏応力の0.02倍以上0.1倍以下であることを
特徴とする上記(1)項または(2)項に記載の管材の
拡管方法。
【0013】なお、管材の降伏応力とは、管材を焼鈍
し、加工効果の影響のない状態における降伏応力を指
す。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態に
係る拡管加工装置の構成例を示す模式図である。同図
で、符号11は拡管前の管材、12はプレスヘッド、1
3はプラグ、14は拡管中の部位、15は誘導加熱装
置、16は拡管後の管材、17はチャック、18は押圧
手段、19は引張り手段を示す。
【0015】図1に示すように、この拡管装置は、拡管
前の管材すなわち母管11の内径より大きな外径を有す
るプラグ13と、そのプラグの入側で母管11を加熱す
る誘導加熱装置15と、プラグ13の入側で母管11に
軸方向圧縮力を加える押圧手段18と、プラグ13の出
側で拡管後の管材すなわち製品管16に軸方向引張り力
を加える引張り手段19とを有する。
【0016】この拡管装置による拡管加工は以下のよう
にして行われる。母管11はプレスヘッド12を介して
押圧手段18により軸方向圧縮力を受け、更に、引張り
手段19でチャック17を介してプラグ出側から軸方向
引張り力を受けながら、プラグに押し付けられ、プラグ
表面に沿って押し拡げられ拡管される。その際、母管
は、誘導加熱装置15により局所的に所定温度に加熱さ
れる。通常、加熱温度は700〜800℃以上である。
【0017】本発明は、上記拡管加工の際、母管肉厚と
母管内径、製品管の目標肉厚と製品管の目標内径ならび
に管材の降伏応力とから軸方向引張り力の狙い値を演算
し、この演算結果に基づき軸方向引張り力を調整するこ
とを特徴とする。
【0018】上記軸方向引張り力の狙い値σzaは下記
(1)式で演算される値とするとよい。 σza={Fc×(1−t1/t0)+Fa}×σyp (1) 但し、Fc=a1×(di1/di0)−b1 Fa=a2×(di1/di0)−b2 a1、b1、a2、b2:定数 di0:拡管前の管材の内径、di1:拡管後の管材の目標
内径、 t0 :拡管前の管材の肉厚、 t1:拡管後の管材の目標
肉厚、 σyp:管材の降伏応力。
【0019】引張り手段でプラグ出側から加える軸方向
引張り力が大きい程、拡管中の部位14(図1参照)に
働く軸方向引張り力が増加し拡管加工に伴う肉厚の減少
量が増加する。つまり製品管の肉厚が薄くなる。従っ
て、引張り手段で加える軸方向引張り力を変更すること
により、製品管の肉厚を変更することができる。すなわ
ち、母管肉厚と母管内径、製品管目標肉厚と製品管目標
内径ならびに管材の降伏応力とから演算される軸方向引
張り力の狙い値に基づき軸方向引張り力を調整すること
により、同じ寸法の母管から肉厚の異なる製品管の製造
が可能となる。
【0020】本発明の好適態様にあっては、軸方向引張
り力の狙い値σzaが管材の降伏応力σypの0.02倍以
上0.1倍以下である。軸方向引張り応力の狙い値σza
が、降伏応力σypの0.02倍未満では、プラグ出側で
軸方向に向かうメタルフローが促進されずオーバシュー
トの抑制効果が小さい。σzaがσypの0.02倍以上
で、オーバシュートが抑制され製品管の真円度が向上す
るが、σzaがσypの0.1倍を越えると、プラグ出側で
管材が破断し易い。したがって、軸方向引張り力の狙い
値σzaは管材の降伏応力σypの0.02倍以上0.1倍
以下とするとよい。好ましくは、σzaはσypの0.05
倍以上0.1倍以下である。
【0021】なお、拡管された管材は、その後の冷却過
程で偏肉や偏熱で曲がりが発生することがあるが、σza
をσypの0.02倍以上0.1倍以下とすることにより
上記曲がりの発生を防止することができる。
【0022】実施形態の説明では、誘導加熱装置を備え
た拡管装置を用いた。しかし、本発明は、これに限定さ
れず、ガス加熱装置などの局部加熱手段を備えた拡管装
置にも適用でき、更にまた、管材全体を加熱する装置を
備えた拡管装置にも適用できる。
【0023】
【実施例】図1に示す基本構成の拡管加工装置を用いて
拡管加工試験を実施した。拡管加工試験は、母管の寸法
ならびに製品管の目標寸法の情報から軸方向引張り力の
狙い値を前記(1)式で求め、その狙い値の軸方向引張
り力を付加して実施した。拡管装置の主仕様と拡管条件
は以下のとおりである。
【0024】母管:外径400mm,肉厚40mm,長
さ8000mmで降伏応力が320MPaの炭素鋼鋼管
を用いた。ただし降伏応力は鋼管を焼鈍し加工硬化の影
響がない状態での値である。
【0025】プラグ:材質がSKD61で、それぞれ最
大外径が640mm、480mmの2種類のプラグを用
いた。なお、以下、最大外径が640mm、480mm
のプラグをそれぞれプラグA、プラグBという。
【0026】押出手段:油圧方式で最大押圧能力800
ton、最大押圧速度200mm/分とした。 引張り手段:油圧方式で最大引張り能力200tonと
し、拡管中は引張り力が一定になるように制御した。
【0027】管材とプラグの潤滑:潤滑剤として黒鉛を
用い、母管内面に予め塗布した。 誘導加熱装置:図2は誘導加熱装置15の設置状況を模
式的に示す概要図である。図2に示すように、誘導加熱
装置15はコイル51とコイル52を備え、コイル51
で、管材を所定温度(プラグに接触開始する温度:85
0℃)に加熱し、コイル52でプラグを所定温度(80
0℃)に加熱した。
【0028】上記拡管加工試験により得られた製品管の
肉厚と真円度を調査した。肉厚は、製品管の外径を円周
方向に22.5°間隔で測定し、その平均値で表し、ま
た、真円度は製品管の外径を円周方向に22.5°間隔
で測定し、測定値の最大値と最小値の差を平均値で割っ
た値で表した。
【0029】表1にプラグAの試験結果を、また、表2
にプラグBの試験結果を示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表1、2に示すように、前記(1)式で求
めた狙い値の軸方向引張り力を付加して拡管加工を行う
ことにより、同じ寸法の母管から肉厚の異なる製品管を
作り分けることができた。また、拡管加工に際して座屈
発生などのトラブルもなく良好であった。なお、製品管
の肉厚精度は、製品管の肉厚測定値trと目標肉厚t1
との差が目標肉厚t1の±2.5%以下であり、製品管
に要求される偏肉率10%以下を十分満足し、良好であ
った。
【0033】また、表1,2に示すように、σza/σyp
が0.02以上の試験No.A3〜A6ならびにNo.
B3〜B6では、σza/σypが0.02未満の試験N
o.A1、A2、B1、B2に比べ、良好な真円度を有
する製品管が得られた。特に、σza/σypが0.05以
上の試験No.A5、A6、B5、B6では、一段と良
好な真円度を有する製品管が得られた。なお、σza/σ
ypが0.1超の試験No.A7、B7では、加熱された
高温部分で割れが発生したため拡管加工は不可となっ
た。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、同じ寸法の母管より肉
厚の異なる管材の作り分けが可能となる。これにより、
上工程での工具保有量の削減や段取り替え回数の減少が
可能となり製造コストの削減,作業能率の向上を図るこ
とができる。また、本発明によれば、真円度に優れた管
材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る拡管装置の構成を示す模式図
である。
【図2】誘導加熱装置の設置状況を模式的に示す概要図
である。
【符号の説明】
11:拡管前の管材(母管)、12:プレスヘッド、1
3:プラグ、14:拡管中の部位、15:誘導加熱装
置、16:拡管後の管材(製品管)、17:チャック、
18:押圧手段、19:引張り手段。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管材の内径より大きな外径のプラグに管
    材を内側から押し付けるとともに、該プラグの出側で前
    記管材に軸方向引張り力を付加して行う管材の拡管加工
    方法において、拡管前の管材の肉厚および管材の内径、
    拡管後の管材の目標肉厚および管材の目標内径、ならび
    に管材の降伏応力とから軸方向引張り力の狙い値を演算
    し、この演算結果に基づき軸方向引張り力を調整するこ
    とを特徴とする管材の拡管加工方法。
  2. 【請求項2】 上記軸方向引張り力の狙い値σzaが下記
    式で演算されることを特徴とする請求項1に記載の管材
    の拡管加工方法。 σza={Fc×(1−t1/t0)+Fa}×σyp 但し、Fc=a1×(di1/di0)−b1、 Fa=a2×(di1/di0)−b2、 a1、b1、a2、b2:定数、 di0:拡管前の管材の内径、di1:拡管後の管材の目標
    内径、 t0 :拡管前の管材の肉厚、 t1:拡管後の管材の目標
    肉厚、 σyp:管材の降伏応力。
  3. 【請求項3】 上記軸方向引張り力の狙い値が管材の降
    伏応力の0.02倍以上0.1倍以下であることを特徴
    とする請求項1記載の拡管方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150011836A (ko) * 2012-05-29 2015-02-02 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 금속관의 확관 제조 방법
JP2016534880A (ja) * 2013-08-23 2016-11-10 ヴァルレック・トゥーボス・ド・ブラジル・ソシエダージ・アノニマVallourec Tubos do Brasil S.A. 拡張により多層パイプを製造するための方法および該方法によって製造される多層パイプ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150011836A (ko) * 2012-05-29 2015-02-02 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 금속관의 확관 제조 방법
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US9707614B2 (en) 2012-05-29 2017-07-18 Jfe Steel Corporation Tube expanding method for manufacturing metal tube
JP2016534880A (ja) * 2013-08-23 2016-11-10 ヴァルレック・トゥーボス・ド・ブラジル・ソシエダージ・アノニマVallourec Tubos do Brasil S.A. 拡張により多層パイプを製造するための方法および該方法によって製造される多層パイプ

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