JP2002105689A - 複数層の壁を有する管を製造するための方法 - Google Patents
複数層の壁を有する管を製造するための方法Info
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Abstract
く、製造することがあまり厄介ではない複数層の壁を有
する管を製造するための方法を提供すること。 【解決手段】 複数層の壁を有する管を製造するための
方法であって、この方法は、少なくとも2回の完全な回
転を通じてメッキされた金属片を巻きつけて、管の内側
にメッキされた層を有する、少なくとも2層の壁を有す
る管を形成する工程を包含し、この巻きつけ工程の次
に、互いに接触している管壁の表面を鑞付けするように
この管を加熱する工程が行われ、この金属片は一方の側
面がメッキされ、他方の側面がこの金属片の鋼により形
成され、そしてここで、この鑞付け工程は、この鋼に対
してメッキされた側面を直接鑞付けする工程により実現
されるという点で特徴付けられる。
Description
完全な回転を通じてメッキした金属片を巻きつけて、管
の内側にメッキされた層を有する、少なくとも二重の壁
を有する管を形成する工程を包含する、複数層の壁を有
する管を製造するための方法に関する。この巻きつけ工
程の次に、管壁の表面(これは、互いに接触している)
を鑞付けするように管を加熱する工程が行われる。
78から公知である。公知の方法に従って、両方の側面
が銅メッキされた金属片が用いられる。一旦金属片が巻
きつけられると、この管は、管壁の間の接触面で銅を鑞
付けするために加熱される。亜鉛または錫は、銅の融点
を下げるために、鑞付けするために使用され得る。
側面で銅メッキされることである。この管の外側面の銅
層は、実際の技術的目的ではない。鑞付け工程の間に、
外側銅層は融解し、そして融解した銅は、外側管壁上に
小滴を形成し、一様でない表面をもたらす。さらに、外
側銅層は、放射または誘導によって熱が適用される場合
に、管の内側への熱伝導を減少させる。外側壁上の銅層
はまた、鑞付け工程の間のブラックコーティングの使用
のようないくつかの製造制約を課す。このブラックコー
ティングが鑞付けデバイスを汚くするので、定期的な洗
浄が必要である。管がこれに直接接触することによって
電流を印加することにより加熱される場合、融解した銅
は、高温での電気的接触に影響を及ぼす。
された管の品質に影響を及ぼすことなく、製造すること
があまり厄介ではない複数層の壁を有する管を製造する
ための方法を提供することである。
有する管を製造するための方法を提供し、この方法は、
少なくとも2回の完全な回転を通じてメッキされた金属
片を巻きつけて、管の内側にメッキされた層を有する、
少なくとも2層の壁を有する管を形成する工程を包含
し、巻きつけ工程の次に、互いに接触している管壁の表
面を鑞付けするように管を加熱する工程が行われ、金属
片は一方の側面がメッキされ、他方の側面が金属片の鋼
により形成され、そしてここで、鑞付け工程は、鋼に対
してメッキされた側面を直接鑞付けする工程により実現
されるという点で特徴付けられる。
銅でメッキされ、銅が金属片の鋼に鑞付けされるという
点で特徴付けられる。
た管を放射炉を通過させることにより、上記鑞付け工程
が実現されるという点で特徴付けられる。
程が、電流を上記管内に誘導することによって実現され
るという点で特徴付けられる。
程が、電気的接触によって電流を印加する、上記鋼表面
と接触する工程により実現されるという点で特徴付けら
れる。
ために使用される金属片をメッキするための方法を提供
し、ここで、シート鋼を、第1の電解浴、その結果とし
て第2の電解浴に浸漬し、この方法は、シート鋼が第1
の浴において薄層で両側面にメッキされ、そして第2の
浴において一方の側面のみがメッキされ、このシート鋼
を、結果として、電極が該第1の浴および該第2の浴の
うちの1つに対して逆になった極性を有する第3の電解
浴に浸漬することによって特徴付けられる。
および上記第3の浴がシアニドベースの浴であり、そし
て第2の浴が酸ベースの浴であるという点で特徴付けら
れる。
は、金属片が、一方の側面にメッキされ、他方の側面が
金属片の鋼により形成されているという点で特徴づけら
れ、そしてここで鑞付けは、鋼に対してメッキされた側
面を直接鑞付けすることにより実現される。片面メッキ
された(すなわち、一方の側面のみがメッキされてい
る)金属片を使用することにより、鑞付けは、金属プレ
ートの鋼と銅との間で実現される。外側の管壁には銅が
もはや存在しないので、銅は、外側に小滴をもはや形成
し得ず、従って、管の形状に不利益な影響を及ぼさな
い。銅が熱伝導にもはや影響を及ぼし得ないので、管の
内側面に向かう熱伝導もまた改善される。鋼が外側に存
在するので、加熱工程が直流により実現されるとして
も、加熱工程の間に電気的接触の際に銅が蓄積する問題
はもはやない。本発明に従う方法は、複数層の壁を有す
る管を製造するために両面メッキした金属片を使用する
ことが必要であるという技術的偏見を克服する。当業者
は、片面メッキした金属片を使用することを考慮すらし
ない。なぜなら、先行技術は、両面メッキした金属片を
使用すること、および錫または亜鉛(これは、銅層と重
なるか、または銅と合金を形成する)のようなさらなる
層を使用することによって鑞付け問題を解決することを
教示するからである。驚くべきことに、熱が、電磁誘導
によって適用される場合、外側面の銅層は、鋼の電磁遮
蔽として働き、そして鑞付け工程が適用される、壁間の
境界への熱伝導をかなり制限することが見出された。片
面メッキされた金属片を使用することにより、電磁的遮
蔽として働く銅層はもはや存在しない。結論として、熱
伝導がかなり改善される。さらに、驚くべきことに、本
発明に従って製造された管に適用した場合に、管の堅固
さについての渦電流試験が改善されることもまた観察し
た。実際に、試験電流は、主に管の銅表皮から金属層の
有害なもの(detrimental)を通って流れる
ことを観察した。このような銅層が存在しない場合、渦
電流は、鋼に対して等しく分布し、間違った試験結果を
あまりもたらさず、かつ管の不必要な却下を避ける、信
頼性のある試験を可能にする。
類似の要素に割り当てられている。
い実施形態は、金属片が銅メッキされ、この銅が金属片
の鋼に鑞付けされるという点で特徴付けられる。銅は、
ブレーキライン管に特に適切であり、そして鑞付けする
ために適切な材料である。
た管を放射炉(radiationfurnace)に
通すことにより実現される。
接触する電気的接触によって電流を印加することにより
実現される。既に言及したように、外側面に銅が存在し
ないことにより、電気的接触の際に銅の蓄積を回避する
ことが可能になる。
電流を誘導することによって実現される。銅が外側壁に
存在しないので、銅は電磁的遮蔽としてもはや作用しな
い。
造するために使用される金属片をメッキするための方法
に関する。ここで、シート鋼は、第1の電解浴、そして
その結果として第2の電解浴中に浸漬され、この方法
は、このシートが、第1の浴において薄層が両側面にメ
ッキされ、そして第2の浴において一方の側面のみがメ
ッキされ、このシート鋼は、結果として、電極が第1の
浴および第2の浴のうちの1つに対して逆になった極性
を有する、第3の電解浴に浸漬される点で特徴付けられ
る。逆にした極性により、関連した側面上の第1の電解
浴中で付与された銅層を除去して、一方の側面を鋼が露
出された状態にすることを可能にする。
す。この金属片は、好ましくは、鋼またはステンレス鋼
のような金属から作製される。銅層3は、メッキされた
金属片を得るために、シート金属の鋼2上に付与され
る。このような片面メッキされた金属片を得るための方
法は、図8および9を参照してより詳細に記載される。
金属片をメッキするために銅を付与する代わりに、他の
金属または合金(例えば、亜鉛、錫またはニッケル)が
使用され得る。さらなる記載において、銅の例は、明確
にする目的で使用される。
複数層の壁を有する管4を製造するために使用される。
図2は二層の壁を有する管を示すが、本発明が二層の壁
を有する管に制限されないことは明らかである。このよ
うな二層の壁を有する管は、2回完全に回転させてメッ
キされた金属を巻きつけることによって得られる。n層
(n>2)の壁を有する管を得るためには、n回シート
を完全に回転させることが必要である。管を巻きつける
際に、銅層3は、内部管壁を形成するために内側面に位
置づけされる。結果として、鋼側面2は、外側管壁を形
成する。このことは、図3に示すように、2層の連続す
る壁の間の境界5で、上側壁の銅層3が下側壁の鋼側面
と面している。
は、互いに接触している)を鑞付けするために、管を形
成する、巻きつけた金属片を加熱することが必要であ
る。片面メッキされた金属片を使用することにより、銅
層は、鋼に直接鑞付けされる。鋼、ステンレス鋼または
鉄のような金属に銅を鑞付けすることは、鑞付けが、銅
と銅、または銅と錫、ニッケルもしくは亜鉛によって実
現されるべきであるという技術的偏見を克服する。一方
の側面が銅で覆われ、そして他方の側面がむき出しの鋼
である鋼片を鑞付けすることは、驚くべきことに、顕著
に高性能であることが判明した。実験により、壁の優れ
た接着が判明した。
射炉(マッフル管ともよばれる)を通すことによって実
現される。公知の方法に従うと、ブラックコーティング
(これは、主に、ビチューメンを含む)は、熱伝導を改
善するために管の外側面に付与される。このブラックコ
ーティングを使用するという欠点は、鑞付けデバイスを
かなり汚染し、従って、頻繁にそれを洗浄することが必
要であることである。
て実現された実験は、驚くべきことに、放射熱伝導をか
なり改善することが判明した。管の外側面に銅が存在し
ないことによって、鑞付け区画に対する熱伝導が増加し
た。熱伝導は効率的であり、ブラックコーティングをも
はや必要とせず、デバイスの汚染がかなり低減され、そ
してより汚れのない管を提供する。清浄をあまり必要と
しないので、より高い生産性が得られ得、そして結果的
に製品コストの低減が得られ得る。
誘導コイルを使用することによって実現され得る。この
実施形態において、管と誘導コイルとの間の直接的接触
はない。誘導コイルに電流を印加することにより、磁場
が発生し(その回転に対して)、管内に電流を誘導す
る。管の温度がキュリー点未満である場合、電流は、管
の表皮に集中する。その外側面に銅を有する管が使用さ
れる場合(従来の方法)、電流密度は、鋼に対して銅の
導電率がより良好であるために、銅層においてより高
い。実験により、銅層が誘導電流についての電磁遮蔽と
してすら作用し、そして鋼におけるエネルギー伝導を減
少させることが判明した。
oll)または滑りパッド(sliding pad)
によって、管に電流を直接印加することにより実現され
得る。電流は、これらのロールまたはパッドと、管との
間の直接的接触によって与えられ、そして管へと流れ、
この管は、電気抵抗として作用する。このような様式で
管で発生した熱は、銅を融解させ、そして鋼と鑞付けさ
れる。しかし、従来の方法に従うと、外側面にも銅が存
在し、外側面の銅もまた融解し始め、そしてロールまた
はパッドに蓄積される。本発明に従うと、外側面に銅が
もはや存在しないので、その蓄積が避けられ、そして外
側層の銅を加熱するためにもはや電力を浪費しないの
で、電力が節約される。外側面に鋼表面を有することに
よって、鋼を通って、鑞付けが実現される境界に向かっ
て電流が流れるので、この加熱プロセスは、より信頼性
がある。
してのエネルギー伝導を示す。水平軸は、マイクロメー
トルで管の壁厚を示し、垂直軸は、1010W/m3でエ
ネルギー密度を示す。原点は、管の外側面であり、そし
て700μが二層の壁を有する管の内側面である。この
例において、鑞付けのために誘導が用いられる管に対し
て測定を行った。この図4においてみられ得るように、
0と3μの間にある密度に関しては、グラフにより、外
部銅コーティングにおける加熱エネルギーのピークが示
される。これは、大量のエネルギーが外部の銅層を加熱
するために(すなわち、銅層を横切るために)必要とさ
れることを意味する。鋼レベルに達すると、エネルギー
伝導は、実質的に減少する。従って、銅層は、鋼に対し
て磁気遮蔽として作用し、そして熱伝導を結果的に制限
する。さらに、いくらかの銅の昇華を生じ、これにより
誘導コイルの冷部分に再び沈着する。
Hz、200KHzおよび400KHzでの誘導を用い
て、片面メッキされた鋼管(Cu/Fe)と両面メッキ
された鋼管(Cu/Cu)との間の比較を行った場合の
曲線を示す。見られ得るように、片面メッキした鋼管に
ついては銅外側層に起因するピークが存在しない。さら
に、この曲線は、管の厚さ全体に対して連続したパター
ンを示す。誘導加熱の周波数が高いほど、片面メッキさ
れた管と両面メッキされた管との間の、その外側表皮に
おける相違が大きくなる。
車のブレーキラインである。この応用は、管に対する高
品質標準(すなわち、どのような孔、鑞付け欠如または
ピンホールもない)を課す。この管の品質は、渦電流試
験器を用いることにより制御される。この機器は、管に
誘導される高周波数電流に基づく、非破壊試験である。
1つのコイルが電流を誘導し、第1のコイルの下流に配
置された第2のコイルは、誘導電流をとらえる。第1の
コイルと第2のコイルの電流を、製品欠陥を示す2つの
シグナル間のひずみを検出するために互いに比較する。
を操作するための主な困難性は、ツーリングの物理的特
性から生じる。実際に、管内に試験電流を発生させるた
めに高周波数を使用することにより、物理法則は、試験
電流が主に管表皮を流れることを示唆する。両面メッキ
された鋼が使用される場合、材料の残りの損傷に至るま
で、外側の銅層は試験電流に対する主要電流経路を形成
する。さらに、銅層の厚さへの任意の偏差は、試験シグ
ナルのノイズを増大させる。銅が外側壁に存在しない本
発明に従う管を用いると、試験電流は、試験される管の
重要な領域に集中される。驚くべきことに、試験シグナ
ルにおいてノイズは記録されず、このことにより、試験
機器の感度を増大させることが可能になった。
ために、亜鉛、ガルファン(galfan)またはアル
ミニウムのような犠牲層の付与がより容易な様式で実現
され得ることである。先行技術に従う場合のように、犠
牲層が銅層に付与される場合、非常に不利益な電気化学
的電池が、鉄と、銅と、犠牲層の間に生成され得る。そ
れらの電池は、犠牲電池の溶解を加速した。
場合、銅層は犠牲層と完全には結合することができず、
そして小さな鉱柱になって犠牲層の表皮に銅が移動する
ことが観察された。最終段階では、有機保護層(例え
ば、ナイロン)を犠牲層に付与すると(例えば、押出ま
たは粉末コーティング)、それらの鉱柱は、有機層に対
して圧力を生じるガスポケットを形成し、このガスポケ
ットは、その有機層の表面で泡を発生した。片面メッキ
した金属片の使用により、管の外側の銅層がもやは存在
しないので、これらの問題が回避される。
有する管に使用すると、銅が犠牲層用の融解した金属と
直接接触する。この直接的な接触は、コーティング材料
の銅汚染をもたらす。むき出しの鋼管を使用することに
より、液体金属は、もはや汚染されず、そしていずれも
犠牲層ではない。
とを可能にするデバイスの第1の実施形態を示す。この
デバイスは、3つの連続する電解浴11、12および1
3を備え、ここを通って、金属片10が移動する。第1
の浴11および第3の浴13は、好ましくは、シアニド
ベースの浴であり、それに対して、第2の浴12は、酸
ベースの浴である。シアニドベースの浴の代わりに、ピ
ロリン酸浴もまた使用され得る。各浴は、一連のアノー
ド14、15および16を備える。このアノード15お
よび16は、金属片の一方の側面と向き合っており、そ
れに対してアノード14は、金属片の他方の側面と向き
合っている。
て、一旦金属片10が接地されるか、負の電圧が印加さ
れると、正の電圧がアノードに印加される。シアニドベ
ースの第1の電解浴11は、例えば、0.2μの薄い銅
層を金属片の両側面に付与する。第2の浴12におい
て、アノード14は、その電極と向き合っている鋼片の
側面に対して銅層を付与しないように遮蔽される。酸ベ
ースの浴は、例えば、3μのさらなる銅層を電極15お
よび16と向き合っている側面に付与する。
極性は逆にされる。負の電圧が電極14に印加される
か、または電極が接地されるかのいずれかである。それ
に対して正の電圧は金属片に印加される。この逆になっ
た極性は、アノード14と向き合っている銅層および例
えば、側面の0.2μの薄膜の完全な除去を生じる。こ
のような様式で片面メッキされた金属片が得られる。
き付けられる別の実施形態を示す。アノード18は、浴
19中に配置される。一方の側面のみが浴と接触するの
で、片面メッキされた鋼片が形成される。
キされた金属片を巻きつけて、管の内側にメッキした層
を有する、少なくとも二重の壁を有する管を形成する工
程を包含する複数層の壁を有する管を製造するための方
法。この巻きつけ工程の次に、管壁の表面(これは、互
いに接触している)を鑞付けするように管を加熱する工
程が行われ、そしてこの金属片は一方の側面がメッキさ
れ、他方の側面が金属片の鋼によって形成され、そして
この鑞付け工程は、鋼上のメッキされた面を直接鑞付け
することにより達成される。
影響を及ぼすことなく、製造することがあまり厄介では
ない複数層の壁を有する管を製造するための方法が提供
される。
る。
れた管の断面図を示す。
を示す。
を示す。
を示す。
を示す。
の方法の第1の好ましい実施形態を示す。
の方法の第2の好ましい実施形態を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数層の壁を有する管を製造するための
方法であって、該方法は、少なくとも2回の完全な回転
を通じてメッキされた金属片を巻きつけて、該管の内側
にメッキされた層を有する、少なくとも2層の壁を有す
る管を形成する工程を包含し、該巻きつけ工程の次に、
互いに接触している該管壁の表面を鑞付けするように該
管を加熱する工程が行われ、該金属片は一方の側面がメ
ッキされ、他方の側面が該金属片の鋼により形成され、
そしてここで、該鑞付け工程は、該鋼に対して該メッキ
された側面を直接鑞付けする工程により実現されるとい
う点で特徴付けられる、方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の複数層の壁を有する管
を製造するための方法であって、前記金属片が銅でメッ
キされ、該銅が前記金属片の鋼に鑞付けされるという点
で特徴付けられる、方法。 - 【請求項3】 前記形成された管を放射炉を通過させる
ことにより、前記鑞付け工程が実現されるという点で特
徴付けられる、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記鑞付け工程が、電流を前記管内に誘
導することによって実現されるという点で特徴付けられ
る、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項5】 前記鑞付け工程が、電気的接触によって
電流を印加する、前記鋼表面と接触する工程により実現
されるという点で特徴付けられる、請求項1または2に
記載の方法。 - 【請求項6】 複数の壁を有する管を製造するために使
用される金属片をメッキするための方法であって、ここ
で、該シート鋼を、第1の電解浴、その結果として第2
の電解浴に浸漬し、該方法は、シート鋼が第1の浴にお
いて薄層で両側面にメッキされ、そして第2の浴におい
て一方の側面のみがメッキされ、該シート鋼を、結果と
して、電極が該第1の浴および該第2の浴のうちの1つ
に対して逆になった極性を有する第3の電解浴に浸漬す
ることによって特徴付けられる、方法。 - 【請求項7】 前記第1の浴および前記第3の浴がシア
ニドベースの浴であり、そして第2の浴が酸ベースの浴
であるという点で特徴付けられる、請求項6に記載の方
法。
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