JP2007144497A

JP2007144497A - 鋼管の拡管装置および拡管方法

Info

Publication number: JP2007144497A
Application number: JP2005345842A
Authority: JP
Inventors: Masaya Tamura; 征哉田村; Mikio Sawa; 幹夫澤; Noritsugu Mifune; 法嗣三船; Sota Ko; 壮太廣
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】広範囲に管径が変化するＵＯＥ鋼管の拡管に好適な、鋼管を内面側から複数のダイスを用いて拡管する鋼管の拡管装置および方法を提供する。
【解決手段】コーンの外側に、略円筒状に複数枚のダイスを配し、プルロッドを引き寄せることにより該ダイスをコーンの軸と直角方向に拡大させ、鋼管を内面側から拡管させる機構を備え、前記ダイスは前記コーンの外面側に配置されるテーパセグメントと前記テーパセグメント上での位置が変更可能で、拡管の際、鋼管の内面側に接するアウターセグメントからなる２層構造で、前記テーパセグメントで前記アウターセグメントを取り付ける面は略コーンの傾斜面に沿って傾斜している。拡管する鋼管径に応じてテーパセグメント上でのアウターセグメントの取り付け位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管を内面側から複数のダイスを用いて拡管する鋼管の拡管装置および方法に関し、特に広範囲に管径が変化するＵＯＥ鋼管の拡管に好適なものに関する。

ＵＯＥ鋼管は鋼板をＵプレスで略Ｕ字状とした後、Ｏプレスにより鋼板の長手方向を向かい合わせてシーム溶接用開先部を形成後、内面溶接、外面溶接の順でシーム溶接して溶接鋼管とする。

ＵＯＥ鋼管は溶接鋼管となした後、所望の真円度とするため、図２に示す拡管装置により拡管される。拡管装置１００はブーム４００の先端部に取り付けられ、ブーム４００は、円錐型のコーン３００を先端に取り付けたプルロッド５００を内側に収納し、円錐型のコーン３００の外側に、円周方向に複数に分割されたダイス２００が円筒状に配列される。

プルロッド５００を引き寄せて、コーン３００を軸方向ｃに移動させるとダイス２００も同方向に移動しようとするが、その端部が、ブーム４００の先端と接しているため、コーン３００の軸と直角の矢印ｂの方向に移動して鋼管６００を内面側から拡管する。

ＵＯＥ鋼管の内面には内面溶接ビードが突出するため、ダイスの一枚には、内面溶接ビードの幅より広い幅の溝が設けられている。ラインパイプや建築構造物、例えば、外ダイヤフラム付鋼管柱に用いる場合、では特に高い真円度が要求されるため、ダイヤフラム内面溶接ビード近傍の略平坦部の形状を改善することが必要とされる。

特許文献１は、鋼管の拡管装置および鋼管の製造方法に関し、複数枚のダイスの１枚において、外面側に内面溶接ビードの幅よりやや広い幅の溝を２本以上設け、これらの溝間隔を、拡管作業毎に鋼管を回転させ、前記溝に逐次、内面溶接ビードに合致させて拡管した場合、良好な真円度が得られるように設定することが記載されている。
特開平９−２４４３３号公報

ところで、ＵＯＥ鋼管は板厚や外径が種々異なる多様な寸法のものが製造され、例えば、板厚は約６ｍｍから約５０ｍｍ程度、外径は約４００ｍｍから約１４００ｍｍと変化するので、拡管装置においても十分なダイス移動量を確保しなければならない。

上述したように拡管装置は、中心部に円錐状のコーンを有し、ダイスを当該コーンに沿って移動させる構造のため、ダイスの移動量はコーンの移動距離に制約され、全ての鋼管を対象とすることは出来ない。

図３は、ダイスの移動量を広範囲に変化させることが可能な拡管装置で、ダイス２００は、円錐状のコーンに沿って移動するテーパセグメント２３０と鋼管内面に接するアウターセグメント２１０の間でシム２２０を脱着させることにより、その厚みを調整するので、広範囲に外径寸法が変化しても拡管作業を行うことが可能となる。

しかしながら、ダイス２００の構造は図４の（ａ）で正面図、（ｂ）で側面図に示すように、テーパセグメント２３０とシム２２０とアウターセグメント２１０の３層構造において，シム２２０はボルト８００でテーパセグメント２３０に締結され、更にアウターセグメント２１０がシム２２０を挿通するボルト７００によってテーパセグメント２３０に締結される。シム２２０を用いる場合はその脱着作業により、拡管作業の能率を低下させる。

そこで、本発明は、広範囲に管径が変化しても容易に対応可能で、作業能率に優れる拡管装置を提供することを目的とする。

本発明の課題は以下の手段により達成可能である。

１．鋼管を内面側から拡管させる拡管装置であって、コーンの外側に、略円筒状に複数枚のダイスを配し、プルロッドを引き寄せることにより該ダイスをコーンの軸と直角方向に拡大させ、鋼管を内面側から拡管させる機構において、前記ダイスは前記コーンの外面側に配置されるテーパセグメントと前記テーパセグメント上での位置が変更可能で、拡管の際、鋼管の内面側に接するアウターセグメントからなる２層構造で、前記テーパセグメントで前記アウターセグメントを取り付ける面は略コーンの傾斜面に沿って傾斜していることを特徴とする拡管装置。

２．１記載の拡管装置を用いた鋼管の拡管方法であって、拡管量に応じてダイスにおけるテーパセグメント上でのアウターセグメントの取り付け位置を変更することを特徴とする拡管方法。

本発明によれば、拡管作業において、簡単な組替え作業で、ＵＯＥ鋼管の、広範囲の管径に対応できるので、生産性が著しく向上し、産業上極めて有用である。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る拡管装置の構造を説明する側断面図で、図において１は拡管装置、２はアウターセグメント、３はテーパセグメント、４はコーン、５はダイス、２ａはアウターセグメント２の摺動面、３ａはテーパセグメント３の摺動面を示す。

図示した拡管装置１は、コーン４に取り付けたプルロッド（図では省略）をコーン４の軸方向に移動させて、コーン４の外周部に略円筒状に配置した複数枚のダイス５をコーン４の軸と直角方向に拡大して、鋼管を内面側から拡管させる。

ダイス５は２層構造で、コーン４側のテーパセグメント３と、拡管の際、鋼管の内面側となるアウターセグメント２を有する。

テーパセグメント３の形状は、一面３ｂがコーン４に接し、他面３ａは略コーン４の外表面に沿う角度で、水平方向に対して角度θを有する傾斜面とする。

アウターセグメント２の形状は、一面２ｂを拡管の際、鋼管の内面に押圧されたとき押し疵をつけないように滑らかな曲面で構成し、他面２ａはテーパセグメント３の面３に接し、前記角度θを有する傾斜面とする。

アウターセグメント２はテーパセグメント３にボルトで締結し（図では省略）、テーパセグメント３にボルト孔を複数設けることによりテーパセグメント３上での位置を変更可能とする。

テーパセグメント３上を矢印ａの方向に、アウターセグメント２が水平方向で距離ｄだけ移動し、点線２で示す位置になると、アウターセグメント２の面２ｂは矢印ｂの方向にΔｈ（＝ｄ・ｔａｎθ）だけ上昇する。

角度θはアウターセグメント２がテーパセグメント３上を距離ｄ，Δｈを移動することにより所望の拡管後の寸法形状が得られるように、略コーン４の傾斜面に沿うように設定すればよく特に規定しない。尚、角度θはｔａｎθ＝Δｈ／ｄでより求める。

従って、拡管装置１では拡管する鋼管の管径が大きくなり、当初のアウターセグメント２の位置では、ダイス５の拡大量が不足するようになった場合、テーパセグメント３上でのアウターセグメント２の位置を移動し、拡管に必要な拡大量を確保することが可能となる。

例えば、図１において実線で示されるアウターセグメント２の位置でプルロッド（図では省略）を引き寄せて、ダイス５をコーン４の軸と直角方向に拡大してもダイス５の拡大量が不足する場合、点線２で示す位置にテーパセグメント３上でアウターセグメント２を摺動させる。

尚、本発明において、テーパセグメント３とコーン４はボルトなどで締結し、アウターセグメント２をテーパセグメント３に締結するため、テーパセグメント３に設けるボルト孔は拡管に必要なダイス５の拡大量が確保できる位置に加工する。

外径６０９．６ｍｍで種々の板厚のＡＰＩ５ＬＸ７０規格のＵＯＥ鋼管を図３に示す構造の拡管装置（従来例）と図１で示す構造の拡管装置（本発明例）を用いて拡管した。

表１は、従来例による操業条件を示し、板厚２５．４ｍｍのＵＯＥ鋼管を拡管したのち、板厚１２．７ｍｍのＵＯＥ鋼管を拡管する場合はシム替えが発生する。表中、ＩＤは狙い内径を示す。

表２は、本発明例による操業条件を示し、板厚２５．４ｍｍのＵＯＥ鋼管を拡管したのち、板厚１２．７ｍｍのＵＯＥ鋼管を拡管する場合であっても、テーパセグメント上でアウターセグメントの位置を移動させるだけでよく、連続的に操業可能で従来例と比較して生産性が著しく向上する。

本発明例従来例従来例従来例で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。

符号の説明

１拡管装置
２アウターセグメント
３テーパセグメント
４コーン
５ダイス
２ａ、３ａ面
２００ダイス（従来例）
２３０テーパセグメント（従来例）
２１０アウターセグメント（従来例）
２２０シム（従来例）
ボルト７００，８００

Claims

鋼管を内面側から拡管させる拡管装置であって、コーンの外側に、略円筒状に複数枚のダイスを配し、プルロッドを引き寄せることにより該ダイスをコーンの軸と直角方向に拡大させ、鋼管を内面側から拡管させる機構において、前記ダイスは前記コーンの外面側に配置されるテーパセグメントと前記テーパセグメント上での位置が変更可能で、拡管の際、鋼管の内面側に接するアウターセグメントからなる２層構造で、前記テーパセグメントで前記アウターセグメントを取り付ける面は略コーンの傾斜面に沿って傾斜していることを特徴とする拡管装置。
請求項１記載の拡管装置を用いた鋼管の拡管方法であって、拡管量に応じてダイスにおけるテーパセグメント上でのアウターセグメントの取り付け位置を変更することを特徴とする拡管方法。