JP2002346629A - バースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法 - Google Patents
バースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼管強度が９００Ｎ／mm2 を超える高強度ラ
インパイプ用鋼管のＵＯＥ方式による製造方法におい
て、内圧負荷に対してシーム溶接部からの破断を防止す
ることのできるバースト特性に優れた高強度ラインパイ
プ用鋼管の製造方法を提供する。 【解決手段】 引張強度が９００Ｎ／mm2 を超える高強
度鋼管をＵＯＥ方式により製造する高強度鋼管の製造方
法において、母材のビッカース硬さＨｖ，ＨＡＺ部の最
小ビッカース硬さＨｚ、管体肉厚ｔ、拡管工程における
拡管前の鋼管の溶接部ピーキング量δが式（１）の関係
を満足するバースト特性に優れた鋼管の製造方法。 （１＋０．００５ｔ｜δ｜）Ｈz ＜０．０３５８４Ｈv 2
−２５．３４Ｈv ＋４７１２ …………（１）
インパイプ用鋼管のＵＯＥ方式による製造方法におい
て、内圧負荷に対してシーム溶接部からの破断を防止す
ることのできるバースト特性に優れた高強度ラインパイ
プ用鋼管の製造方法を提供する。 【解決手段】 引張強度が９００Ｎ／mm2 を超える高強
度鋼管をＵＯＥ方式により製造する高強度鋼管の製造方
法において、母材のビッカース硬さＨｖ，ＨＡＺ部の最
小ビッカース硬さＨｚ、管体肉厚ｔ、拡管工程における
拡管前の鋼管の溶接部ピーキング量δが式（１）の関係
を満足するバースト特性に優れた鋼管の製造方法。 （１＋０．００５ｔ｜δ｜）Ｈz ＜０．０３５８４Ｈv 2
−２５．３４Ｈv ＋４７１２ …………（１）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス・原油輸
送用ラインパイプ等として用いられる引張強度が９００
Ｎ／mm2 を超えるＵＯＥ製造法で成形する高強度鋼管に
おいて、成形性とバースト特性を改善する高強度鋼管の
製造方法に関する。
送用ラインパイプ等として用いられる引張強度が９００
Ｎ／mm2 を超えるＵＯＥ製造法で成形する高強度鋼管に
おいて、成形性とバースト特性を改善する高強度鋼管の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＯＥ方式による鋼管の製造工程は、一
般的に図１に示すように鋼板のＣ成形（プレス）、Ｕ成
形（プレス）、Ｏ成形（プレス）、シーム溶接、拡管の
各工程からなる。Ｃ成形工程では、鋼板の両縁部に開先
加工が施した後、鋼板縁部近傍に曲げ加工を加える。Ｃ
成形された板材は、さらにＵ成形工程で「Ｕ字状」に成
形され、その後、さらにＯ成形工程で管形状に成形され
る。その後、管形状に成形された板材の開先同士が相対
する関係にある両縁部をシーム溶接工程でシーム溶接す
る。この段階で初めて周方向に閉じた管が形成されるこ
とになるが、さらに良好な管形状、即ち管の真円度を向
上させるため、その後、拡管工程において、エキスパン
ダーと呼ばれる拡管装置により拡管を行う。拡管では管
内面から外側方向にセグメントなど利用し、強制的に変
位を加えて行われる。
般的に図１に示すように鋼板のＣ成形（プレス）、Ｕ成
形（プレス）、Ｏ成形（プレス）、シーム溶接、拡管の
各工程からなる。Ｃ成形工程では、鋼板の両縁部に開先
加工が施した後、鋼板縁部近傍に曲げ加工を加える。Ｃ
成形された板材は、さらにＵ成形工程で「Ｕ字状」に成
形され、その後、さらにＯ成形工程で管形状に成形され
る。その後、管形状に成形された板材の開先同士が相対
する関係にある両縁部をシーム溶接工程でシーム溶接す
る。この段階で初めて周方向に閉じた管が形成されるこ
とになるが、さらに良好な管形状、即ち管の真円度を向
上させるため、その後、拡管工程において、エキスパン
ダーと呼ばれる拡管装置により拡管を行う。拡管では管
内面から外側方向にセグメントなど利用し、強制的に変
位を加えて行われる。
【０００３】上記ＵＯＥ方式による製管法において、Ｃ
成形、Ｕ成形、Ｏ成形、拡管の各成形工程の成形条件を
特定することで、真円度等の成形性向上、現設備の能力
向上、厚肉管の成形性向上等を実現させる提案が多数な
されてきた。例えば、Ｃプレスの成形方法に関しては、
特願平８−２９４７２４号公報でＣプレス、Ｏプレスの
能力を増強させることなく、Ｃ成形における加工長さ、
板材降伏強度、板厚を特定の関係に規定することでピー
キング（溶接部における同心円との正の偏差）を減少さ
せ、厚板材、高強度材での成形を可能する方法が開示さ
れている。
成形、Ｕ成形、Ｏ成形、拡管の各成形工程の成形条件を
特定することで、真円度等の成形性向上、現設備の能力
向上、厚肉管の成形性向上等を実現させる提案が多数な
されてきた。例えば、Ｃプレスの成形方法に関しては、
特願平８−２９４７２４号公報でＣプレス、Ｏプレスの
能力を増強させることなく、Ｃ成形における加工長さ、
板材降伏強度、板厚を特定の関係に規定することでピー
キング（溶接部における同心円との正の偏差）を減少さ
せ、厚板材、高強度材での成形を可能する方法が開示さ
れている。
【０００４】また、特開平９−２３９４４７号公報、特
開平１０−２１１５２０号公報では、Ｃ成形時の曲げ領
域長さを板厚の３．５倍以上とするか、あるいは、残留
する直線部長さを板厚の１．５倍以下として、ピーキン
グ（当該技術においては、突き合わせ部のとがり）を２
mm以下にすることにより、現有設備能力で形状不良を軽
減できることが開示されている。また、特許第１１３５
９３３号では、Ｃプレス時の曲率半径（Ｏプレスする前
の曲率半径）と鋼管曲率半径の比を０．８〜１．２とす
ることでピーキングを低下させ、鋼管形状を改善できる
ことが開示されている。このようなＣプレスでの加工条
件に着目した技術として、他にも、特開昭５５−１４７
２４号公報、特開昭５９−１９９１１７号公報、特開昭
６０−９２０１５号公報等が開示された技術がある。
開平１０−２１１５２０号公報では、Ｃ成形時の曲げ領
域長さを板厚の３．５倍以上とするか、あるいは、残留
する直線部長さを板厚の１．５倍以下として、ピーキン
グ（当該技術においては、突き合わせ部のとがり）を２
mm以下にすることにより、現有設備能力で形状不良を軽
減できることが開示されている。また、特許第１１３５
９３３号では、Ｃプレス時の曲率半径（Ｏプレスする前
の曲率半径）と鋼管曲率半径の比を０．８〜１．２とす
ることでピーキングを低下させ、鋼管形状を改善できる
ことが開示されている。このようなＣプレスでの加工条
件に着目した技術として、他にも、特開昭５５−１４７
２４号公報、特開昭５９−１９９１１７号公報、特開昭
６０−９２０１５号公報等が開示された技術がある。
【０００５】また、Ｏプレスにより成形性を向上させた
技術としては、特許第１２５８９７７号公報に開示され
ているダイスカリバー中央長手方向に異形部を形成し、
ピーキングを減少させるものもある。その他にＯプレス
の改善技術として特開平９−９４６１１号公報、特開昭
５３−１１２２６０号公報に開示された技術がある。ま
た、拡管工程を工夫して真円度、曲がりを強制する方法
としては、特開平０３−９４９３６号公報で提案されて
いるようなカリバーと被加工物の相対位置を変化させ、
複数回プレスするものがある。その他の拡管に関連した
真円度向上技術としては、特開昭５７−９４４３４号公
報、特開昭６１−１４７９３０号公報に開示された技術
がある。
技術としては、特許第１２５８９７７号公報に開示され
ているダイスカリバー中央長手方向に異形部を形成し、
ピーキングを減少させるものもある。その他にＯプレス
の改善技術として特開平９−９４６１１号公報、特開昭
５３−１１２２６０号公報に開示された技術がある。ま
た、拡管工程を工夫して真円度、曲がりを強制する方法
としては、特開平０３−９４９３６号公報で提案されて
いるようなカリバーと被加工物の相対位置を変化させ、
複数回プレスするものがある。その他の拡管に関連した
真円度向上技術としては、特開昭５７−９４４３４号公
報、特開昭６１−１４７９３０号公報に開示された技術
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、原油・天然ガス
の長距離輸送方法としてラインパイプの重要性がますま
す高まっており、特に（１）高圧化による輸送効率の向
上や（２）ラインパイプの外径・重量の低減による現地
施工能率の向上のため、現在ではＸ１００（引張強さ７
６０Ｎ／mm2 以上）を超える高強度のラインパイプに対
するニーズが強くなってきた。そして、こうしたニーズ
に応えるべく、近年では、従来、困難であった引張強さ
７６０Ｎ／mm2 を超える鋼板に対してもＴＭＣＰにより
製造する技術が開発されてきた（特開平８−１９９２９
２号公報参照）。
の長距離輸送方法としてラインパイプの重要性がますま
す高まっており、特に（１）高圧化による輸送効率の向
上や（２）ラインパイプの外径・重量の低減による現地
施工能率の向上のため、現在ではＸ１００（引張強さ７
６０Ｎ／mm2 以上）を超える高強度のラインパイプに対
するニーズが強くなってきた。そして、こうしたニーズ
に応えるべく、近年では、従来、困難であった引張強さ
７６０Ｎ／mm2 を超える鋼板に対してもＴＭＣＰにより
製造する技術が開発されてきた（特開平８−１９９２９
２号公報参照）。
【０００７】一方で、ラインパイプの高強度化に伴い、
従来の引張強さ７００Ｎ／mm2 程度の中低強度材の潜弧
溶接などの溶接では、殆ど問題にされなかった熱影響部
（ＨＡＺ部）の軟化が、引張強さ７６０Ｎ／mm2 を超え
る高強度材では相対的に大きくなり、板材加工時の延性
亀裂が発生するまでの限界塑性歪みは小さくなることが
判った。したがって、引張強さ７６０Ｎ／mm2 を超える
ようなラインパイプを成形する場合には、従来の中低強
度の鋼管の製造時には、顕在化しなかった特にシーム溶
接後の拡管工程時の溶接部割れ・破断という新たな課題
が生じるようになった。
従来の引張強さ７００Ｎ／mm2 程度の中低強度材の潜弧
溶接などの溶接では、殆ど問題にされなかった熱影響部
（ＨＡＺ部）の軟化が、引張強さ７６０Ｎ／mm2 を超え
る高強度材では相対的に大きくなり、板材加工時の延性
亀裂が発生するまでの限界塑性歪みは小さくなることが
判った。したがって、引張強さ７６０Ｎ／mm2 を超える
ようなラインパイプを成形する場合には、従来の中低強
度の鋼管の製造時には、顕在化しなかった特にシーム溶
接後の拡管工程時の溶接部割れ・破断という新たな課題
が生じるようになった。
【０００８】上述の従来技術は、せいぜい、７００Ｎ／
mm2 程度の低中強度の汎用的なラインパイプ用鋼板を用
いて鋼管を製造する際の板材の成形及び拡管方法であ
り、このような低中強度のラインパイプを製造する際に
は、十分な成形性が保たれてきた。しかしながら、引張
強度が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度ラインパイ
プの製造時には、拡管工程時の溶接部割れ・破断に加
え、内圧負荷時に管体より先にシーム溶接部が破断する
という新たな問題が生じた。
mm2 程度の低中強度の汎用的なラインパイプ用鋼板を用
いて鋼管を製造する際の板材の成形及び拡管方法であ
り、このような低中強度のラインパイプを製造する際に
は、十分な成形性が保たれてきた。しかしながら、引張
強度が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度ラインパイ
プの製造時には、拡管工程時の溶接部割れ・破断に加
え、内圧負荷時に管体より先にシーム溶接部が破断する
という新たな問題が生じた。
【０００９】以上の従来技術の問題点に鑑みて、本発明
は、引張強度が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度ラ
インパイプ用鋼管を製造する際に、拡管工程時の溶接部
割れ・破断がなく成形性に優れるとともに、鋼管使用時
の内圧負荷に対してもシーム溶接部からの脆性破断がな
いバースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法を提供す
ることを目的とする。
は、引張強度が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度ラ
インパイプ用鋼管を製造する際に、拡管工程時の溶接部
割れ・破断がなく成形性に優れるとともに、鋼管使用時
の内圧負荷に対してもシーム溶接部からの脆性破断がな
いバースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、以下の通りである。 （１）引張強度が９００Ｎ／mm2 以上で、ＵＯＥ方式に
より製造する高強度鋼管の製造方法において、該鋼管の
母材のビッカース硬さＨｖ，ＨＡＺ部の最小ビッカース
硬さＨｚ、管体肉厚ｔ、拡管工程における拡管前の鋼管
の溶接部を含む周方向１２０mm範囲での真円からのピー
キング量δが式（１）の関係を満足することを特徴とす
るバースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法。
ろは、以下の通りである。 （１）引張強度が９００Ｎ／mm2 以上で、ＵＯＥ方式に
より製造する高強度鋼管の製造方法において、該鋼管の
母材のビッカース硬さＨｖ，ＨＡＺ部の最小ビッカース
硬さＨｚ、管体肉厚ｔ、拡管工程における拡管前の鋼管
の溶接部を含む周方向１２０mm範囲での真円からのピー
キング量δが式（１）の関係を満足することを特徴とす
るバースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法。
【００１１】 （１＋０．００５ｔ｜δ｜）Ｈz ＜０．０３５８４Ｈv 2−２５．３４Ｈv ＋ ４７１２ …………（１） （２）請求項１の高強度鋼管製造方法において、ピーキ
ング量δが式（２）の関係を満たすことを特徴とするバ
ースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法。 ｜δ｜＜４０／ｔ …………（２）
ング量δが式（２）の関係を満たすことを特徴とするバ
ースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法。 ｜δ｜＜４０／ｔ …………（２）
【００１２】
【発明の実施の形態】発明者らは、引張強度が９００Ｎ
／mm2 を超える高強度鋼管の溶接部を含んだ鋼片を偏平
し、溶接線に直角方向に引張試験を行った。その結果、
中強度材（Ｘ−６５，Ｘ８０）や高強度材（引張強度＝
８００Ｎ／mm2 級）では試験片は母材部より破断するの
に対し、引張強度が９００Ｎ／mm2 を超える鋼管では試
験片は溶接部から破断するものが多発した。さらに、破
断面を詳細に観察すると延性破面を呈するものと脆性破
面を呈するものに分別できることがわかった。ここで各
試験片の成形条件、素材強度、ＨＡＺ強度、溶接形状、
溶接条件などを詳細に分析した。その結果、図２に示す
ように母材のビッカース硬度とＨＡＺのビッカース硬度
の間を特定の範囲に保つことで、脆性破面と延性破面が
分類できることがわかった。ここで母材のビッカース硬
さとは、溶接部破断起点側の管母材平均硬さで代表し、
ＨＡＺのビッカース硬さとは、管溶接部破断起点側ＨＡ
Ｚ部の最小硬さを意味し、通常溶接部端部より３mm以内
に存在する。溶接部破断の起点は拡管前のピーキング量
と密接な関係があり、正のピーキングでは破断起点は内
面となり、負のピーキングでは破断起点は外面となる。
ここで言うピーキング量δの定義は図３に示すように拡
管前の溶接部を中心とした１２０mm区間での管公称外径
との相差を言う。すなわち、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピ
ーキング量、管肉厚の関係が式（１）を満たしていれば
破断面は延性破面を呈するということである。
／mm2 を超える高強度鋼管の溶接部を含んだ鋼片を偏平
し、溶接線に直角方向に引張試験を行った。その結果、
中強度材（Ｘ−６５，Ｘ８０）や高強度材（引張強度＝
８００Ｎ／mm2 級）では試験片は母材部より破断するの
に対し、引張強度が９００Ｎ／mm2 を超える鋼管では試
験片は溶接部から破断するものが多発した。さらに、破
断面を詳細に観察すると延性破面を呈するものと脆性破
面を呈するものに分別できることがわかった。ここで各
試験片の成形条件、素材強度、ＨＡＺ強度、溶接形状、
溶接条件などを詳細に分析した。その結果、図２に示す
ように母材のビッカース硬度とＨＡＺのビッカース硬度
の間を特定の範囲に保つことで、脆性破面と延性破面が
分類できることがわかった。ここで母材のビッカース硬
さとは、溶接部破断起点側の管母材平均硬さで代表し、
ＨＡＺのビッカース硬さとは、管溶接部破断起点側ＨＡ
Ｚ部の最小硬さを意味し、通常溶接部端部より３mm以内
に存在する。溶接部破断の起点は拡管前のピーキング量
と密接な関係があり、正のピーキングでは破断起点は内
面となり、負のピーキングでは破断起点は外面となる。
ここで言うピーキング量δの定義は図３に示すように拡
管前の溶接部を中心とした１２０mm区間での管公称外径
との相差を言う。すなわち、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピ
ーキング量、管肉厚の関係が式（１）を満たしていれば
破断面は延性破面を呈するということである。
【００１３】 （１＋０．００５ｔ｜δ｜）Ｈz ＜０．０３５８４Ｈv 2−２５．３４Ｈv ＋ ４７１２ …………（１） Ｈv ：母材のビッカース硬さ Ｈz ：ＨＡＺ部のビッカース硬さ δ：拡管前のピーキング量、mm ｔ：管肉厚、mm 発明者らは、ピーキングの正負により破断個所が変わ
り、かつ、ピーキング量の大小により破断形態に影響を
及ぼすことに着目し、式（１）の関係を導出した。ピー
キング量が正の値であると拡管時に内面ＨＡＺ部により
多くの歪みが集中し、ピーキング量が負の値であると外
面ＨＡＺ部により多くの歪みが集中する。かかる塑性歪
みを被った鋼管を偏平にした後、引張試験に供しても拡
管時に残留した塑性歪みの影響が大きく、ピーキングの
正負に依存した割れ起点が発生する。さらに、ピーキン
グ量が大きいということは拡管時に被る塑性歪み量が大
きいことを意味し、引張試験時には母材は多くの伸びを
生じないまま限界歪み量に達し、脆性的に破壊が起こる
と推察される。発明者らが有限要素法（ＦＥＭ）で拡管
時にＨＡＺに生じる相当塑性歪み量を解析したところ、
２５％を超えており、限界歪み量まで余裕のないことも
確認できている。次に、溶接継手引張試験片と隣接した
場所から取り出した鋼管の内圧バースト試験を行った。
図４に外径９１４mm、肉厚１６mmの鋼管に対するバース
ト試験の破断形態を図３の溶接継手引張試験結果と重ね
合わせて示す。バースト試験の破断形態は、溶接部から
破断したものと管体部が破断したものに分類され、管体
破断の試験体は溶接継手の引張試験で延性破面を呈した
鋼管に一致し、シーム溶接部で破断した試験体は溶接継
手の引張試験で脆性破面を呈した鋼管であった。すなわ
ち、溶接継手引張試験の破断面の性状分類が実管バース
ト試験時の破断形態分類に一致することがわかった。従
って、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピーキング量を式（１）
の関係に制御することで管体バーストを実現できること
を見出した。
り、かつ、ピーキング量の大小により破断形態に影響を
及ぼすことに着目し、式（１）の関係を導出した。ピー
キング量が正の値であると拡管時に内面ＨＡＺ部により
多くの歪みが集中し、ピーキング量が負の値であると外
面ＨＡＺ部により多くの歪みが集中する。かかる塑性歪
みを被った鋼管を偏平にした後、引張試験に供しても拡
管時に残留した塑性歪みの影響が大きく、ピーキングの
正負に依存した割れ起点が発生する。さらに、ピーキン
グ量が大きいということは拡管時に被る塑性歪み量が大
きいことを意味し、引張試験時には母材は多くの伸びを
生じないまま限界歪み量に達し、脆性的に破壊が起こる
と推察される。発明者らが有限要素法（ＦＥＭ）で拡管
時にＨＡＺに生じる相当塑性歪み量を解析したところ、
２５％を超えており、限界歪み量まで余裕のないことも
確認できている。次に、溶接継手引張試験片と隣接した
場所から取り出した鋼管の内圧バースト試験を行った。
図４に外径９１４mm、肉厚１６mmの鋼管に対するバース
ト試験の破断形態を図３の溶接継手引張試験結果と重ね
合わせて示す。バースト試験の破断形態は、溶接部から
破断したものと管体部が破断したものに分類され、管体
破断の試験体は溶接継手の引張試験で延性破面を呈した
鋼管に一致し、シーム溶接部で破断した試験体は溶接継
手の引張試験で脆性破面を呈した鋼管であった。すなわ
ち、溶接継手引張試験の破断面の性状分類が実管バース
ト試験時の破断形態分類に一致することがわかった。従
って、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピーキング量を式（１）
の関係に制御することで管体バーストを実現できること
を見出した。
【００１４】具体的な制御方法については、硬さについ
ては母材自身の化学成分、ＴＭＣＰにおける水冷開始、
停止温度、冷却速度、溶接入熱制御などで可能であり、
ピーキング量についてはＣプレス時の曲率、Ｕプレスの
幅、Ｏプレス時のアプセット率制御などにより可能であ
る。母材強度範囲を９００Ｎ／mm2 以上に限定した理由
として８００Ｎ／mm2 級の鋼管では母材に対するＨＡＺ
軟化割合が大きくなく、拡管時にＨＡＺに歪みが集中
し、硬化してもバースト試験時に容易に管体破断に至る
ためである。因みに、硬さと引張強度の相関を調べたと
ころ、図６に示すような関係が得られた。
ては母材自身の化学成分、ＴＭＣＰにおける水冷開始、
停止温度、冷却速度、溶接入熱制御などで可能であり、
ピーキング量についてはＣプレス時の曲率、Ｕプレスの
幅、Ｏプレス時のアプセット率制御などにより可能であ
る。母材強度範囲を９００Ｎ／mm2 以上に限定した理由
として８００Ｎ／mm2 級の鋼管では母材に対するＨＡＺ
軟化割合が大きくなく、拡管時にＨＡＺに歪みが集中
し、硬化してもバースト試験時に容易に管体破断に至る
ためである。因みに、硬さと引張強度の相関を調べたと
ころ、図６に示すような関係が得られた。
【００１５】次に発明者らは式（１）の関係が得られや
すいより具体的な製造指標について研究した。引張強度
が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度鋼管では拡管時
にシーム溶接割れが起こりやすいため、式（１）を満た
す前提条件として拡管割れを起こさない鋼管製造が必要
となる。拡管率０．８〜１．２％の間で肉厚、外径の異
なった試験体について造管試験を行った。
すいより具体的な製造指標について研究した。引張強度
が９００Ｎ／mm2 を超えるような高強度鋼管では拡管時
にシーム溶接割れが起こりやすいため、式（１）を満た
す前提条件として拡管割れを起こさない鋼管製造が必要
となる。拡管率０．８〜１．２％の間で肉厚、外径の異
なった試験体について造管試験を行った。
【００１６】図５に拡管割れを起こした試験体と溶接部
が割れずに拡管ができた試験体を管体肉厚の関係で示
す。ピーキング量と肉厚の関係が式（２）を満たせば極
めて精度よく、拡管割れを防止できることがわかった。 ｜δ｜＜４０／ｔ …………（２） 限界ピーキング量が肉厚に逆比例する理由は溶接止端部
に集中する歪み量が肉厚に比例して拡大する傾向がある
ためである。負のピーキング側で試験例が少なくなって
いる理由は負ピーキングサンプルではＯプレス時に開先
がパックリングするためである。今回試験に供したサン
プルはＣプレス時に管軸方向に曲率を変化させたり、Ｏ
プレス時にパックリング防止装置を配置することで実現
した。
が割れずに拡管ができた試験体を管体肉厚の関係で示
す。ピーキング量と肉厚の関係が式（２）を満たせば極
めて精度よく、拡管割れを防止できることがわかった。 ｜δ｜＜４０／ｔ …………（２） 限界ピーキング量が肉厚に逆比例する理由は溶接止端部
に集中する歪み量が肉厚に比例して拡大する傾向がある
ためである。負のピーキング側で試験例が少なくなって
いる理由は負ピーキングサンプルではＯプレス時に開先
がパックリングするためである。今回試験に供したサン
プルはＣプレス時に管軸方向に曲率を変化させたり、Ｏ
プレス時にパックリング防止装置を配置することで実現
した。
【００１７】
【実施例】以下に本発明例と比較例により本発明の実施
による効果を表１、表２に示した。表中の破断形態指標
は式（１）の右辺より左辺を差し引いた値を意味する。
表１、表２に示したように、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピ
ーキング量を式（１）、または式（１）および式（２）
において、指標が負の場合は引張試験で脆性破面を呈
し、バースト試験ではシーム部から破壊した。一方、上
記式（１）または式（１）および式（２）において指標
が正の値となる本発明例では管体より破断していること
がわかる。
による効果を表１、表２に示した。表中の破断形態指標
は式（１）の右辺より左辺を差し引いた値を意味する。
表１、表２に示したように、母材硬さ、ＨＡＺ硬さ、ピ
ーキング量を式（１）、または式（１）および式（２）
において、指標が負の場合は引張試験で脆性破面を呈
し、バースト試験ではシーム部から破壊した。一方、上
記式（１）または式（１）および式（２）において指標
が正の値となる本発明例では管体より破断していること
がわかる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は引張強度９
００Ｎ／mm2 以上の高強度鋼管のＵＯＥ方式による製造
方法において、拡管時のシーム溶接部割れがなく成形性
及び生産効率を向上できるとともに、得られた鋼管に内
圧を負荷した場合でも管体破断以前のシーム溶接部破断
を防止することができる。
００Ｎ／mm2 以上の高強度鋼管のＵＯＥ方式による製造
方法において、拡管時のシーム溶接部割れがなく成形性
及び生産効率を向上できるとともに、得られた鋼管に内
圧を負荷した場合でも管体破断以前のシーム溶接部破断
を防止することができる。
【図１】ＵＯＥ方式による鋼管の製造工程の概略図。
【図２】母材硬さとＨＡＺ硬さの関係から継手引張試験
時の破断面の形態を分類した図。
時の破断面の形態を分類した図。
【図３】ピーキング量の定義を模した図。
【図４】母材硬さ、ＨＡＺ硬さの関係からバースト試験
時の破断形態を分類した図。
時の破断形態を分類した図。
【図５】肉厚とピーキング量から拡管時の破断の有無を
分類した図。
分類した図。
【図６】ビッカース硬さと引張強度の関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝日 均 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 宮崎 秀樹 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 吉田 達哉 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 Ｆターム(参考） 4E028 CB01 CB04 4E063 AA01 BA09 CA02 CA03
Claims (2)
- 【請求項１】 引張強度が９００Ｎ／mm2 以上で、ＵＯ
Ｅ方式により製造する高強度鋼管の製造方法において、
該鋼管の母材のビッカース硬さＨｖ，ＨＡＺ部のビッカ
ース硬さＨｚ、管体肉厚ｔ、拡管工程における拡管前の
鋼管の溶接部ピーキング量δが式（１）の関係を満足す
ることを特徴とするバースト特性に優れた高強度鋼管の
製造方法。 （１＋０．００５ｔ｜δ｜）Ｈz ＜０．０３５８４Ｈv 2−２５．３４Ｈv ＋ ４７１２ …………（１） - 【請求項２】 請求項１の高強度鋼管製造方法におい
て、ピーキング量δが式（２）の関係を満たすことを特
徴とするバースト特性に優れた高強度鋼管の製造方法。 ｜δ｜＜４０／ｔ …………（２）
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-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001163306A patent/JP3854476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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