JP2009241152A - 電縫鋼管の内面ビード切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内面踏み付け不良を生じることなく、電縫鋼管の内面ビードを切削することができる電縫鋼管の内面ビード切削装置を提供する。
【解決手段】電縫鋼管の製造工程において発生する内面ビード５を切削するために溶接点近傍の鋼管内部に挿入される内削マンドレル６の外周に、溶接点から飛来するスパッタ３を内削マンドレル６の下コロ８よりも下流側にガイドするスパッタガイド１４を突設した。鋼管内部に落下したスパッタを下コロ８が踏みつけない位置にガイドするスクレーパ１５を設けることが好ましい。これにより下コロ８がスパッタを踏みつける内面踏み付け不良を防止した。スクレーパは板状としてもよく、樹脂ブロックからなるものとしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、電縫鋼管の製造工程において発生する内面ビードを切削するために用いられる電縫鋼管の内面ビード切削装置の改良に関するものである。

電縫鋼管は、鋼帯を多数の成形ロールによって幅方向に徐々に湾曲させて管状とし、その端面間を連続的に加圧溶接する方法で製造されている。このため溶接シーム部には溶接ビードが生成されることとなるが、そのままでは外観が悪いのみならず、鋼管の機能面でも種々の問題を発生させる。鋼管の外面に形成される外面ビードはバイトによって容易に削除することができるが、鋼管の内面に形成される内面ビードの切削はそれに比べると容易ではない。

そこで従来から、先端に切削バイトを突出させた内削マンドレルを溶接点の近傍の鋼管内部に挿入し、内面ビードを切削する方法が開発されている。この内削マンドレルは切削バイトを鋼管内面に押し付ける必要があるから、反力を受けるために例えば特許文献１に示されるように車輪乃至はコロを備えている。

内削マンドレルは鋼管の未溶接側から延びる軸によって鋼管の内部に支持されており、溶接直後の内面ビードを切削する。このためその配置は、鋼管の未溶接側から下流方向（造管方向）に向かって、溶接点、切削バイト、コロの順になるのが普通である。

このため、溶接点において鋼管の内面側で発生したスパッタが溶接点の近傍に飛散し、鋼管が下流側に移動することによってスパッタを内削マンドレルのコロが踏みつけるようになることが避けがたい。このように踏みつけられたスパッタは内面ブローなどを行っても鋼管内面から分離させることができず、内面踏み付け不良と呼ばれる不良となっていた。特に内面の平滑性が求められるシリンダー管や油井管ではこの内面踏み付け不良は重要視されるため、人手による手直しが必要となって、中間在庫の増大、納期遅延、手直しのためのコスト増加などの多くの問題を引き起こしていた。

特開平６−１３４６１３号公報

したがって本発明の目的は、内面踏み付け不良を生じることなく、電縫鋼管の内面ビードを切削することができる電縫鋼管の内面ビード切削装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、電縫鋼管の製造工程において発生する内面ビードを切削するために溶接点近傍の鋼管内部に挿入される内削マンドレルの外周に、溶接点から飛来するスパッタを内削マンドレルの下コロよりも下流側にガイドするスパッタガイドを突設したことを特徴とするものである。

本発明の電縫鋼管の内面ビード切削装置においては請求項２に示すように、内削マンドレルが、上面に切削バイトを突出させたものであることが好ましい。また請求項３に示すように、内削マンドレルの溶接点よりも上流側に、溶接点で生じるスパッタを下流側に吹き飛ばす高圧水ブロー装置を設けることが好ましい。また請求項４に示すように、スパッタガイドが上下複数段に設けられていることが好ましく、請求項５に示すように、スパッタガイドが可撓性の耐熱材質であることが好ましい。さらに請求項６に示すように、スパッタガイドはその先端が鋼管の内壁面に接触する幅を備えたものであることが好ましく、請求項７に示すように、内削マンドレルの下コロよりも上流側に、鋼管内部に落下したスパッタを下コロが踏みつけない位置にガイドするスクレーパを設けることが好ましい。

また請求項８に示すように、スクレーパが樹脂ブロックからなり、下コロの上流側に上下方向に揺動可能に取り付けられたものとすることができる。この場合、請求項９に示すように、スクレーパがスプリングによって下コロの前面に押し付けられ、下コロの回転に追従して鋼管の内面に下向きに加圧されるものであることが好ましく、また請求項１０に示すように、スクレーパがスクレーパの下面に侵入したスパッタを空気圧により吹き出す溝を備えたものであることが好ましい。

請求項１の発明によれば、内削マンドレルの外周にスパッタガイドを突設し、溶接点から飛来するスパッタを内削マンドレルの下コロよりも下流側にガイドする。このためにスパッタが内削マンドレルの下コロによって鋼管内面に踏み付けられることがなくなる。

請求項２の発明によれば、内削マンドレルがその上面に切削バイトを突出させたものであるから、切削屑もスパッタガイドにより下コロよりも下流側にガイドされ、内面をより平滑化できる利点がある。

請求項３の発明によれば、内削マンドレルの溶接点よりも上流側に溶接点で生じるスパッタを下流側に吹き飛ばす高圧水ブロー装置を設けたので、スパッタをスパッタガイドの方向に吹き飛ばすことができる。

請求項４の発明によれば、スパッタガイドを上下複数段に設けたので、溶接点から飛来するスパッタをより確実に捕捉して下コロよりも下流側にガイドすることができる。

請求項５の発明によれば、パッタガイドが可撓性の耐熱材質であるため、製造される鋼管の内径が変化した場合にも先端が湾曲することによりそのまま使用することができ、同一の内削マンドレルを用いて種々の内径の電縫鋼管を製造することができる。

請求項６の発明によれば、スパッタガイドの先端を鋼管の内壁面に接触させることができるので、スパッタガイドの外側からスパッタが下コロよりも上流側に入り込むことがなくなり、より確実に内面踏み付け不良を防止することができる。

請求項７の発明によれば、スパッタが内削マンドレルの下コロよりも上流側に落下した場合にも、スクレーパによって下コロが踏みつけない位置にガイドすることができるので、より確実に内面踏み付け不良を防止することができる。

請求項８の発明によれば、スクレーパを樹脂ブロック製としたので、長期間の使用に耐えることができる。また上下方向に揺動可能に取り付けたので、中継ぎビードに当った際には上方に退避することができ破損することがない。

請求項９の発明によれば、スクレーパには下コロの回転に追従して下向きの加圧力が作用するので、スクレーパを常にパイプ内面に押し付けることができ、スクレーパの磨耗にも対応することができる。

請求項１０の発明によれば、スクレーパの下面に侵入したスパッタを空気圧により吹き出すことができるので、スクレーパの下面に侵入したスパッタがコロで踏み付けられることがない。

本発明の第１の実施形態を示す鋼管の長手方向の断面図である。 図１に対して垂直方向の断面図である。 第１の実施形態のスクレーパの形状を示す底面図である。 第２の実施形態を示す鋼管の長手方向の断面図である。 第２の実施形態のスクレーパを示す正面図である。 図５の底面図である。 スクレーパの動作説明図である。 スクレーパの動作説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す鋼管の長手方向の断面図、図２は図１に対して垂直方向の断面図である。１は鋼管であって、周知のように鋼帯を多数の成形ロールによって幅方向に徐々に湾曲させて管状とし、その端面間をスクイズロール２によって圧接しながら連続的に加圧溶接し、電縫鋼管が製造される。図１ではスクイズロール２の下端部が溶接点である。鋼管１は図１の右側に連続的に走行して行くので、本明細書では左側を上流側、右側を下流側と称する。

前記したように、溶接点ではスパッタ３が発生するとともに、溶接線に沿って外面ビード４と内面ビード５が形成される。外面ビード４は鋼管１の外部から容易に切削可能であるが、内面ビード５は鋼管１の内部に形成されるので、図示のような内削マンドレル６を鋼管１の未溶接部から鋼管内部に挿入して一定位置に保持し、その上面に突設したバイト７によって内面ビード５を切削し除去している。

このとき内削マンドレル６は鋼管内面から下向きの反力を受けるため、下側に一対の下コロ８を備えている。この反力により下コロ８は鋼管１の内部下面に押し付けられるため、下コロ８よりも上流側にスパッタ３が落下していると内面踏み付け不良が発生することとなる。なお内削マンドレル６は上部の前後位置にも上コロ９、９を備えており、上下方向の位置決めが可能となっている。

この実施形態では内削マンドレル６は円柱状であり、鋼管１の未溶接部まで延びるアーム１０によって一定位置に保持されている。また内削マンドレル６の溶接点よりも上流側には高圧水ブロー手段１１が設けられており、ノズル１２、１３から溶接点に向けて高圧水をブローし、溶接点で発生するスパッタ３を下流側に吹き飛ばしている。

内削マンドレル６の外周には、溶接点から飛来するスパッタ３を内削マンドレル６の下コロ８よりも下流側にガイドするスパッタガイド１４が突設されている。スパッタガイド１４は図示されるように上下複数段に設けることが好ましい。

スパッタガイド１４は、テフロン（登録商標）のような可撓性の耐熱材質からなる樋状のもので、図２に示されるようにその先端が鋼管１の内壁面に接触する幅を備えたものであることが好ましい。耐熱性を要求されるのは高温のスパッタ３による損傷を避けるためであり、可撓性を要求されるのは製造される鋼管1の内径が変化しても交換することなく使用できるようにするためである。

スパッタガイド１４の上流側の先端は内削マンドレル６の上流側の端面付近とし、溶接点で発生し高圧水で吹き飛ばされたスパッタ３を確実に受け止めている。スパッタガイド１４の全体は下流側が低くなるように傾斜させてあり、その下流側の先端は下コロ８よりも下流側にまで達している。

このため、スパッタ３が下コロ８よりも上流側に落下して下コロ８により踏みつけられることを回避することができる。この効果を確実にするためには、スパッタガイド１４の先端が鋼管１の内壁面に接触するようにし、隙間が生じないようにしておくことが好ましい。

なお、下コロ８の上流側には弾性体からなる板状のスクレーパ１５を取り付け、万一スパッタ３が下コロ８よりも上流側に落下した場合にも、スクレーパ１５によってスパッタ３を移動させ、2個の下コロ８の中間部を通って下流側に逃げるようにしておくことが好ましい。このためにはスクレーパ１５の形状を図３に示すように一対のＬ字状とし、スパッタ３を2個の下コロ８の中心部にガイドして下コロ８による踏みつけを避けることができるようにしておくことが好ましい。

以上に説明した第１の実施形態では板状のスクレーパ１５を用いたが、図４以下に示す第２の実施形態では樹脂ブロックからなるスクレーパ２０を採用した。このスクレーパ２０は例えば、６ナイロンのような硬質樹脂からなり、図６に示されるような底面形状を有している。スクレーパ２０は左右にボルト貫通孔を備えており、これらのボルト貫通孔を貫通させた左右２本のボルト２２によって、下コロ８の軸受２３の上流側に取り付けられている。なお、この実施形態では下コロ８は単一である。ボルト２２の頭部とスクレーパ２０との間にはスプリング２１が設けられており、スクレーパ２０は常に下コロ８の方向に弾発されている。またボルト貫通孔とボルト２２の軸部との間には隙間を持たせてある。このため、スクレーパ２０はスプリング２１に弾発されながら、上下方向に揺動可能となっている。

またスクレーパ２０の背面側には、図７に示すように下コロ８と接触する円弧上の凹面２８が形成されている。この凹面２１はスプリング２１による押付け力Fsによって下コロ８の前面と接触する。このため摩擦力により、スクレーパ２０は下コロ８の回転に追従して下向きに加圧され、鋼管１の内面に常に接触される。従ってスクレーパ２０の下面が磨耗した場合にも、スクレーパ２０を常に鋼管１の内面に安定的に接触させることができる。

なお、鋼管１の内面には中継ぎビード２４が存在するが、下コロ８が中継ぎビード２４に乗り上げた際には、図８に示すようにスクレーパ２０は上方に揺動して退避することができる。また退避した後は再び元の位置へ復帰するように、スクレーパ２０の上面は軸受２３から上流側に伸びる板バネ２５（図５）によって下向きに弾発されている。

図５、図６に示すように、スクレーパ２０にはエア導入口２６とこのエア導入口２６に連通してスクレーパ２０の下面に侵入したスパッタ３を吹き出すリング状の２条の溝２７、２７が設けてある。これにより、スクレーパ２０の下面に侵入したスパッタ３は溝２７を通じて左右に確実に吹き出されるため、下コロ８で踏み付けて内面踏み付け不良を発生させることがない。

本発明の内面ビード切削装置は上記のように構成されているため、内削マンドレル６のバイト７によって内面ビード５を切削できることはもちろん、溶接点から発生するスパッタ３をスパッタガイド１４によって下コロ８よりも下流側に導き、内面踏み付け不良を防止することができる。またスパッタ３が下コロ８よりも上流側に落下した場合にも、スクレーパ１５やスクレーパ２０によって下コロ８が踏みつけない位置に移動させることができる。本発明による作用効果は大きく、出願人会社における実績によれば、本発明の実施前後で内面踏み付け不良の発生率はほぼゼロとなり、生産性の向上、鋼管品質の向上、コストダウンに大きく貢献することができた。

１ 鋼管
２ スクイズロール
３ スパッタ
４ 外面ビード
５ 内面ビード
６ 内削マンドレル
７ バイト
８ 下コロ
９ 上コロ
１０ アーム
１１ 高圧水ブロー手段
１２ ノズル
１３ ノズル
１４ スパッタガイド
１５ スクレーパ
２０ スクレーパ
２１ スプリング
２２ ボルト
２３ 軸受
２４ 中継ぎビード
２５ 板バネ
２６ エア導入口
２７ 溝

Claims (10)

1. 電縫鋼管の製造工程において発生する内面ビードを切削するために溶接点近傍の鋼管内部に挿入される内削マンドレルの外周に、溶接点から飛来するスパッタを内削マンドレルの下コロよりも下流側にガイドするスパッタガイドを突設したことを特徴とする電縫鋼管の内面ビード切削装置。
2. 内削マンドレルが、上面に切削バイトを突出させたものであることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
3. 内削マンドレルの溶接点よりも上流側に、溶接点で生じるスパッタを下流側に吹き飛ばす高圧水ブロー装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
4. スパッタガイドが、上下複数段に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
5. スパッタガイドが、可撓性の耐熱材質であることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
6. スパッタガイドはその先端が鋼管の内壁面に接触する幅を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
7. 内削マンドレルの下コロよりも上流側に、鋼管内部に落下したスパッタを下コロが踏みつけない位置にガイドするスクレーパを設けたことを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
8. スクレーパが樹脂ブロックからなり、下コロの上流側に上下方向に揺動可能に取り付けられたものであることを特徴とする請求項７記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
9. スクレーパがスプリングによって下コロの前面に押し付けられ、下コロの回転に追従して鋼管の内面に下向きに加圧されるものであることを特徴とする請求項８記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。
10. スクレーパが、スクレーパの下面に侵入したスパッタを空気圧により吹き出す溝を備えたものであることを特徴とする請求項８記載の電縫鋼管の内面ビード切削装置。

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