JP2020521085A - 分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法及び対応する耐摩耗直管 - Google Patents

Abstract

本発明は、分割式高耐摩耗二重層直管及びその製造方法を開示する。二重層直管は、保護外管（１）と分割式耐摩耗内管（３）とを含み、保護外管（１）は、分割式耐摩耗内管（３）の外側に嵌められ、耐摩耗内管（３）は、少なくとも２つの耐摩耗内管部を含み、耐摩耗内管部は、互いに順序的に接続されている。耐摩耗内管（３）は、少なくとも左端内管部（３−２）、右端内管部（３−４）及び１つ又は複数の中間内管部（３−３）を含む。本発明の耐摩耗直管は、パイプの耐用年数を大幅に延長し、パイプの費用対効果を数倍以上向上させ、量産を実現しやすく、品質が安定で信頼性と安全性が高い。【選択図】図１

Description

本発明は、耐摩耗パイプの製造分野に関し、特に、耐摩耗性の高い耐摩耗パイプの製造方法及び対応する耐摩耗パイプに関する。

建築業界の発展に伴い、コンクリートポンプ車は、幅広く使用されている。

コンクリートポンプ車は、コンクリート輸送パイプの耐摩耗性要件が厳しくなっている。従来の一般コンクリート耐摩耗輸送パイプは、わずか５０００〜８０００ｍ^３であり、ほとんど毎月交換する必要がある。

一部のメーカーがパイプの耐用年数を高めるために耐摩耗パイプの肉厚を増やす方法を採用した。しかしながら、耐摩耗パイプ自体の重量はコンクリートポンプ車のブームによって伝達された後に大きなトルクを形成し、崩壊が起こりやすい。コンクリート輸送パイプの耐摩耗性を増やすには、その材料密度を高くすることは一般的であり、管肉厚１ｍｍを増やすごとに、単位長さ（１ｍ）あたりの自身の重量が大きく増加し、パイプの長さが数十メートルや数百メートルに達した後、その重量と発生するトルクを軽視できない。

したがって、高耐摩耗性、軽量、薄い壁のある耐摩耗パイプの提供は、耐摩耗パイプの製造分野において孜孜として求められている実現しにくい目標である。それは、軽量、薄い壁のある耐摩耗管の耐摩耗性が悪く、耐摩耗性を高めると管壁の重量が増えるのは当然なことであると考えられる。

また、従来技術の耐摩耗パイプには、摩耗均一性が箇所によって異なるという問題も存在しており、不均一な摩耗は、摩耗問題だけでなく、抵抗の増加、摩耗の加速などの一連の問題もある。

また、本出願人は以前、この問題に対して高炭素高クロム鋼に基づく二重層の内部分割耐摩耗パイプを提案したが、当該耐摩耗パイプを製造する時に不良品が出やすく、不良品の耐用年数も良品より著しく短い。

本発明は次の３つの課題を解決する。
（１）高耐摩耗性、軽量、薄い壁、高摩耗均一性のうち、１つの特徴のある耐摩耗直管を提供する。
（２）耐摩耗パイプにおける高炭素高クロム鋼の応用を実現する。
（３）分割式耐摩耗パイプの不良率問題を解決する。

課題（１）について、本発明は、二重層直管が、保護外管と分割式耐摩耗内管とを含み、保護外管が、分割式耐摩耗内管の外側に嵌められ、分割式耐摩耗内管が、少なくとも２つの耐摩耗内管部を含み、耐摩耗内管部が、互いに順序的に接続されていることを特徴とするコンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管を提供する。

好ましくは、分割式耐摩耗内管は、少なくとも左端内管部、右端内管部及び１つ又は複数の中間内管部を含み、３種類の耐摩耗内管のうち少なくとも１種類の内管の材質は、他の種類の内管の材質とは異なる。好ましくは、左端内管部および右端内管部の少なくとも１つの耐摩耗性は、全部又は一部の中間内管部より優れる。

好ましくは、外管と内管との間の隙間を充填するために、隣接する内管部が互いに接触する位置に充填通路が設けられる。

好ましくは、二重層直管は、更に耐摩耗接続フランジを備え、耐摩耗接続フランジは、保護外管と分割式耐摩耗内管とからなる入れ子式二重層管の両端に設置される。

好ましくは、二重層直管は、更に減振充填チャンバーを備え、減振充填チャンバーは、保護外管と分割式耐摩耗内管とを取付けた後に両者の間に形成されている隙間である。

好ましくは、二重層直管は、コンクリートポンプ車に使用され、コンクリートの輸送パイプとしてコンクリートポンプ車に取付けられる。

好ましくは、減振充填チャンバーには充填材が設置され、充填材は水溶性充填材であり、水溶性充填材は、コンクリートが充填された後、コンクリートと融合して固化する。この方法を採用する原因は、一般的な充填材の場合、多孔質材料を使用してもコンクリートを完全に充填できないおそれがあるので、減振充填チャンバーの中に必ずしもコンクリートが完全に充填されるとは限らず、コンクリート固化後の固定と結合効果が影響を受けることである。この充填材を使用すると、上記問題を解決できる。

したがって、課題（１）は、外部一体、内部分割の構造、端部内管と中央部内管の異なる好ましい材質を採用して解決される。

課題（２）について、出願人が耐摩耗パイプの研究、開発、実験を行う時に、高炭素高クロム鋼（特に高炭素高クロム軸受鋼）は耐摩耗性の高い材料であることを発見したので、高炭素高クロム鋼（ＧＣｒ１５など）を耐摩耗パイプに加えてみることになった。

研究・開発期間には、出願人は、高炭素高クロム材料は耐摩耗性に優れるが硬度と脆性が高くて、薄い壁のパイプの製造は鋳造法しか使えないことに気づいた。現在、内管材料は、高クロム鋳鉄材を使用して鋳造すると、コストが非常に高い。例えば、厚さ２〜５ｍｍの場合、１ｍのコストは６００人民元以上であり、内管材料は、高炭素高クロム軸受鋼Ｇｒ１５を使用して遠心鋳造法で製造すると、工程が複雑でコストも高いので、以上の製造パイプは量産も市場に普及させることも困難である。

従来の方法は、パイプ端部に高クロム鋳鉄を採用することである。それは通常、端部の摩耗が中央部の摩耗より非常に大きく、耐摩耗パイプの端部に高炭素高クロム材料の耐摩耗カバーを採用した後、端部の耐摩耗性は明らかに高くなるが、高クロム鋳鉄のパイプ製造コストが高くて、ほとんどの耐摩耗パイプにとって安価の耐摩耗材料（グレード６０鋼など）しか使えないという問題もある。したがって、中央部のグレード６０鋼で作られた耐摩耗パイプの摩耗が大きくなり、その摩耗によってパイプ内壁の形状が変化し、すなわち、摩耗の不均一性（摩耗の不均一性という問題がすべての耐摩耗パイプに存在することは当然）が導入されることで摩耗を加速するという不均一な摩耗問題も発生する。

当業者が高炭素高クロム鋼について「脆性が大きい、溶接性が悪い」、「板材を圧延できない」という認識があることを、出願人は、高炭素高クロム鋼直管の実験研究から知った。当業者の上記認識は、高炭素高クロム鋼の圧延と溶接を完全に行えないことでなく、今までの鋼工場の既存設備で高炭素高クロム鋼に対して鋼片圧延をする時に、圧延できる鋼板の幅は限られて（高炭素高クロム鋼の圧延板の幅は、通常３００ｍｍ以下）、もし幅３００ｍｍ以上の高炭素高クロム鋼の鋼板を圧延しようとする場合、十億以上の設備改造を行わなければならないことを意味する。

しかし、従来のコンクリートポンプ車の耐摩耗パイプの直径は１１０〜１３０ｍｍであり、耐摩耗パイプに統一な標準もあるので、パイプが細すぎるとポンプ車に合致しなくなる。コンクリートポンプ車の耐摩耗パイプ内径をφ１２２〜φ１２４ｍｍにする必要があり、鋼板を用いてパイプをつくる場合、板幅を少なくとも４００ｍｍにしなければならない。しかし、現代鋼工場の生産能力によれば、幅４００ｍｍの高炭素高クロム鋼板を製造することはできない。

本出願でいう高炭素高クロム鋼は、炭素含有量が０．８％を超え、クロム含有量が１．３％を超える合金鋼を含む。本出願でいう高炭素高クロム鋼は、高炭素高クロム軸受鋼（ＧＣｒ１５など）が好ましい。

したがって、本出願の発明者が新しい道を切り開き、従来の高炭素高クロム鋼板をベースに耐摩耗パイプの製造を実現する、コスト抑制可能、パイプ鋳造不要な本発明方法を提案する。

好ましくは、本発明の製造方法は、高炭素高クロム鋼を用いて内管を製造し、以下のステップを含む。

ステップＳ１：外層保護管を製造する。

ステップＳ２：内層耐摩耗管を製造する。

そのうち、内層耐摩耗管を製造するステップＳ２は、以下を含む。

ステップＳ２．１：高炭素高クロム鋼の鋼板を製造または取得する。

ステップＳ２．２：高炭素高クロム鋼の鋼板を熱処理する。

ステップＳ２．３：熱処理後の鋼板を所定の寸法でカットする。

ステップＳ２．４：カット後の鋼板の長辺をパイプの円周とし、その短辺をパイプの長さとし、ロールベンダーで鋼板を管状に曲げる。

ステップＳ２．５：管状に曲げられた鋼板の両端が一緒になるように溶接して１つの内層耐摩耗管とし、ステップＳ２．１〜Ｓ２．５を繰り返して、複数分割の内層耐摩耗管を製造する。

ステップＳ３：複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管内に取り付ける。

好ましくは、ステップＳ２は更に、高クロム鋳鉄又は高炭素高クロム鋼管の鋳造を含み、長さが１０〜５０ｍｍであり、高クロム鋳鉄で鋳造された鋼管を内層耐摩耗管の端部耐摩耗管とし、高炭素高クロム鋼で曲げられた鋼管を内層耐摩耗パイプの中央部耐摩耗管とする。

好ましくは、耐摩耗パイプの製造方法は、更に以下のステップを含む。

ステップＳ４：外層保護管の両端にそれぞれ耐摩耗フランジを取付け、耐摩耗フランジは、外層保護フランジと内層耐摩耗層とを含む。

好ましくは、外層保護管と内層耐摩耗管との肉厚の和は、５．５ｍｍ以下であるが、４．５ｍｍ以下がより好ましい。

好ましくは、外層保護管の肉厚は１．６〜２．２ｍｍ、内層耐摩耗管の肉厚は２．４〜３．５ｍｍである。

高炭素高クロム鋼は、炭素含有量が０．８％を超え、クロム含有量が１．３％を超えた合金鋼をいう。

好ましくは、耐摩耗パイプの製造方法のステップＳ３は、複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管の一端から外層保護管内に順次押し込むことを含む。

好ましくは、耐摩耗パイプの製造方法のステップＳ３は、複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管の一端から外層保護管内に順次押し込む前に、内層耐摩耗管を前処理することを含む。好ましくは、前処理とは、内層耐摩耗管の外側にセメントスラリーを塗る。

好ましくは、方法はさらに、内層耐摩耗管を、少なくとも左端内管部、右端内管部及び１つ又は複数の中間内管部が含まれるように製造することを含む。

好ましくは、方法はさらに、左端内管部と右端内管部に対して、鋳造法で長さが２０〜５０ｍｍの高炭素高クロム鋳鉄を鋳造し、中間内管部に対して、請求項１の方法で板材を、長さが１５０〜３５０ｍｍ（１５０ｍｍ〜２８０ｍｍが好ましい）の高炭素高クロム鋼管になるように曲げて溶接することを含む。

前述のように、現在鋼工場は、幅が４００ｍｍに達する高炭素高クロム鋼（軸受鋼ＧＣｒ１５など）の板材を製造することが困難であり、またはそのような板材を製造するには、数十億の資金を投入してアップグレードする必要がある。

故に、本発明では、幅が３００ｍｍより低い板材を、長さが３８０〜４００ｍｍの鋼板にカットし、カット後の鋼板の方向を調整し、カット後の長手方向を円周とし、板材の幅を管の長さとし、ロールベンダーで管状に曲げる。それは、設備を改造せずに高炭素高クロム合金鋼パイプを製造することができる。

本発明は、新しい方法で、現在耐摩耗パイプの製造中において、鋳造された高クロム鋳鉄管しか採用できないという問題を解決し、耐摩耗パイプに対する高炭素高クロム鋼の効果的な適用を実現する。鋳造された高クロム鋳鉄又は高炭素高クロム鋼管を端部とし、曲げられた高炭素高クロム鋼管を中央部とすると、耐摩耗の均一性が内部でグレード６０鋼を採用したものより著しく高く、耐用年数を大きく伸ばした。

課題（３）について、出願人が実施例２の製品を試験する時に、実施例２の製品にある程度の不良率があり、不良品の耐用年数が大幅に短縮されることを発見した。しかしながら、出願人は、不良品の形成原因をなかなか発見することができない。不良品の外観は、良品と違いはなく、試験又は使用時の寿命は良品より明らかに短いだけである。

出願人は、良品と不良品を繰り返し研究した後、やっと不良品の形成原因を見つけた。寿命に影響を与えた不良品の主な形成原因は、複数分割式内管を採用することである。内管を外管内に取付ける時に、すべての外管と内管が標準化により製造されても一定の誤差も存在する。また外管と内管との間に充填隙間が用意されたことにより、隣接する内管部の内表面の間に段差が発生しやすくなる。当該段差は、コンクリート抵抗とコンクリートの内管に対する摩耗を大幅に増加させる。この段差はただ１つであれば寿命に悪影響を与えないが、複数の段差が重ねられ入り混じると、製品寿命を短縮させて不良品が形成される。外管と内管は標準部品であるのに、組立誤差が不良品につながるとは、発明者には思われていなかった。よって、この問題の根本な原因が発見されるまで、長い間、技術者を悩ませている。

問題の根本な原因を発見しても、それを簡単に解決することはない。その問題は、組立誤差によって発生したものであり、分割式であればこの誤差も必ず存在するので、誤差を低減させる方法は、外管と内管の隙間を減らすことだけである。ただし、この隙間を小さくすると、取付けしにくいほかに、外管と内管との間の充填も行えなくなる。

出願人が「石の上にも三年」という言葉を信じてさまざまな試しと努力をした後、ついに外管と内管との隙間を減らずに外管と内管の間の充填を実現しながら不良品の発生確率を最小限に抑える取付け方法を見つけた。

具体的には、出願人は、複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管内に取付けるステップＳ３を改善した。該ステップを、所定の数の内層耐摩耗管（２個、３個又は４個など）を取るステップＳ３．１と、第１の内層耐摩耗管の一端に所定の量の接着剤を塗るステップＳ３．２と、第２の内層耐摩耗管と第１の内層耐摩耗管とを一緒に貼り付けるステップＳ３．３に分ける。ステップＳ３．２とステップＳ３．３を繰り返して内層耐摩耗管グループを作り、内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃える。次は、ステップＳ３．１〜ステップＳ３．３を繰り返して複数の内層耐摩耗管グループを形成した後、複数の内層耐摩耗管グループを一端から耐摩耗外管内に取付ける。該実施の形態は、不良率を明らかに低減させ、耐摩耗パイプの寿命を伸ばすことができる。

好ましくは、ステップＳ３．２において、接着剤を塗るステップは、内層耐摩耗管の端面に沿って点塗布方法を採用する。接着剤の厚さは、０．１〜１ｍｍとし、０．１〜０．３ｍｍが好ましい。例えば、端面から対角線に沿って４点を塗り、各点の間に所定の隙間を用意することで、耐摩耗内管の内表面を互いに揃えるほかに、外管と内管の間のコンクリート充填を確保することができる。

他の実施の形態において、出願人はステップＳ３を次のように改善した。該ステップを、所定の数の内層耐摩耗管（２個、３個又は４個など）を取るステップＳ３．１と、第１の内層耐摩耗管の一端に間隔を設けて所定の量の接着剤を塗るステップＳ３．２と、第２の内層耐摩耗管と第１の内層耐摩耗管とを一緒に貼り付けるステップＳ３．３に分ける。ステップＳ３．２とステップＳ３．３とを繰り返して内層耐摩耗管グループを形成し、内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃える。次に、ステップＳ３．１〜ステップＳ３．３を繰り返して複数の内層耐摩耗管グループを形成した後、１つの内層耐摩耗管グループを保護外管内に挿入する。１つの内層耐摩耗管グループの一部を保護外管内に挿入した時、内層耐摩耗管グループの露出部分の端部に点塗布で接着剤（鋼材用接着剤）を塗布し、別の接着した内層耐摩耗管グループを、接着剤をつけた内層耐摩耗管グループに取付け、２つの内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃えるようにする。該実施形態は、不良率を明らかに（１％以下）低減させ、耐摩耗パイプの寿命を伸ばすことができる。

他の好適な実施の形態で、出願人は、耐摩耗直管を提供する。耐摩耗内管では、中間内管部の２つの内管の間を接着剤で断続的に接着し、隣接する内管の端面全体に接着剤を塗ることでなく、点塗布で１つの内管の端面（隣接する２つの内管の端面にそれぞれ塗布することもできる）に塗り、隣接する内管を接着すればよい。隣接する内管を接着する時に、内管を、外接円が耐摩耗内管の内表面と合致する１つの円柱体に被せ、内管の端部に接着剤を塗り、別の内管を円柱体に被せて２つの内管を接続することで、両者の接着を実現し、２つの内管部の内表面の互いに揃えることを確保する。

好ましくは、端部の内管部の内管の間にも接着剤で接着することができる。

本発明では、耐摩耗層は複数分割式構造に設計され、好適な実施の形態で、端部の耐摩耗管が鋳造管に設計され、中間の耐摩耗管が高炭素高クロム管に設計されることで、コストを低減させ、効果的にパイプの耐用年数を延長し、耐摩耗内管の鋳造中に鋳造の長さ条件からの影響を消去し、耐摩耗内管の取付けに多くの便利を提供するほかに、直管の耐用年数に影響を与えない。特に異質の設計について、より優れた耐摩耗性のある端管を設けることにより、直管の端口部が摩耗しやすいという問題を解決する。

また、本発明の好適な実施の形態で、取付ける時に、特別な方法で内管部を接着剤で接着することにより、内管部の内表面が互いに揃えることを確保し、耐摩耗パイプの不良品の発生確率を明らかに低減させることができる。

本発明実施例１における二重層耐摩耗直管の構造説明図である。 本発明実施例１における他の実施の形態の構造説明図である。 本発明実施例２の方法の略示的フローチャートである。 内層耐摩耗管の製造プロセスにおける高炭素高クロム鋼板を管形に曲げた後の構造説明図である。 本発明実施例２の一実施の形態の内層耐摩耗管の構造説明図であり、そのうち両端部は２０〜５０ｍｍの鋳管、中間部は２００〜５００ｍｍの高炭素高クロム鋼管を採用する。 本発明実施例３における中央部耐摩耗管を点塗布する説明図である。 本発明実施例３における耐摩耗内管部グループの構造説明図である。 本発明実施例３における耐摩耗内管部グループを直列接続した後の構造説明図である。 本発明実施例４における耐摩耗パイプの説明図である。

以下、図面と実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明の保護範囲を実施例の記述範囲内に限定しない。

（実施例１）
図１に示すように、本実施例のコンクリートポンプ車の分割式高耐摩耗二重層直管は、保護外管１、耐摩耗フランジ２、分割式耐摩耗内管３及び減振充填チャンバー４から構成される。本実施例で、保護外管１は、溶接鋼管又はシームレス鋼管である。分割式耐摩耗内管３は、複数分割の耐摩耗内管を順次接続して形成される。分割式耐摩耗内管３を保護外管１の内部に取付け、耐摩耗接続フランジ２を保護外管１，分割式耐摩耗内管３の両端に設け、溶接で封止し固定する。減振充填チャンバー４は、保護外管１と分割式耐摩耗内管３を取付けた後に両者の間に形成された中空層である。

本発明の耐摩耗フランジ２は、フランジと耐摩耗カバーとを含む。

好ましくは、分割式耐摩耗内管３は、左端部耐摩耗内管、中央部耐摩耗内管、右端部耐摩耗内管を含み、そのうち２つ（任意）の内管の間に充填通路３−１を設置する。好ましくは、分割式耐摩耗内管３の３種類の内管は異質管で、すなわち、そのうち少なくとも１種類の内管の材質は、他種類の内管の材質と異なる。そのうち、左端部の耐摩耗内管と右端部の耐摩耗内管のうち少なくとも１つに使用される耐摩耗材料の耐摩耗性は、中央部の耐摩耗内管の使用材料より高いまたは等しい。また、左端部の耐摩耗内管と右端部の耐摩耗内管に、異なる材料を使用しても構わない。

本発明の充填通路３−１とは、隣接する２つの耐摩耗内管を取付けた後に形成された予備隙間をいい、減振充填チャンバー４の活性充填に使用される。減振充填チャンバー４の内部を事前に充填してから、コンクリートを追加に充填することができる。

（実施例２）
図３に示すように、本実施例の方法は以下のステップを含む。

ステップＳ１：外層保護管を製造する。

ステップＳ２：内層耐摩耗管を製造する。

これは、本発明のコアステップで、内管の製造過程は以下の詳細ステップを含む。
高炭素高クロム鋼の板材を製造又は取得する。

インゴットを製造した後に目標工作物を加工するには、インゴットを更に加工する必要がある。通常採用する加工方法は、主に鋳造、鍛造、圧延などがある。

鋼材の生産過程で、鋳造コストは鍛造の約２倍であるが、高炭素高クロム鋼（ＧＣｒ１５など）の硬度が高いので、鍛造と圧延の難易度が高い。現在鋼工場は、幅３００ｍｍ以上の鋼板を製造しにくい。幅３００ｍｍ以上になると不良率が高くなり、圧延による亀裂などの品質問題が発生する。

この状況に基づき、高炭素高クロム鋼の鍛造又は圧延板は、パイプの製造に適用しにくい。従来の耐摩耗パイプが使用する高炭素高クロム材料パイプ（高クロム鋳鉄管又は高炭素高クロム鋼管など）は、鋳造法で成形し、コストが高い。

本出願の発明者は、高炭素高クロム鋼の板材に対して実験を行う時に、高炭素高クロム鋼板を管状に曲げることができないわけでなく、曲げるには特別な方法が必要で、曲げる前に熱処理を行い、曲げた後に熱溶接で溶接しなければならないことを発見した。

まず、鋼工場から製造された鋼板を購入し、次に鋼板を熱処理する。熱処理は球状化焼鈍を採用し、球状化焼鈍の温度は７５０〜８００℃とする。

球状化焼鈍後、板材の性能はロールベンダーで管状に曲げる要求を満たす。熱処理後の鋼板をその長手方向に沿って切断する。それぞれの長さを３８０〜４００ｍｍとし、それぞれの長さを同じにする。次にカット後の板材の長辺をパイプの円周とし、短辺をパイプの長さとし、ロールベンダーで管状に曲げる。

そして、管状に曲げられた鋼管を溶接し、その両端を溶融状態にさせた後、両端が一緒になるように熱溶接して１つの内層耐摩耗管とする。該ステップを繰り返し、複数分割の内層耐摩耗管を製造する。本実施例で、溶接方法には、アルゴンアーク溶接又はレーザー溶接などを採用する。

次に、ステップＳ３で複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管内に取り付ける。好ましくは、外層保護管の肉厚は１．６〜２．２ｍｍであり、内層耐摩耗管の肉厚は２．４〜３．５ｍｍである。

本実施例で、取付時には、外層保護管を垂直に放置し、複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管の一端から外層保護管内に順次押し込む。

内層耐摩耗管を外層保護管内に取り付けた後、外層保護管の両端にそれぞれ耐摩耗フランジを取付け、耐摩耗フランジは、外層保護フランジと内層耐摩耗層とを含む。

本実施例で、外層保護管と内層耐摩耗管との肉厚の和は５．５ｍｍ以下であるが、４．５ｍｍ以下がより好ましい。

（耐摩耗実験）
本発明方法で製造された耐摩耗パイプの耐摩耗性は、従来のパイプよりはるかに高い。
下表に示すように、出願人は耐摩耗実験で耐摩耗パイプの耐摩耗性を説明する。

耐摩耗実験は、耐摩耗パイプをコンクリート輸送ポンプ車に取り付けて、所定の圧力でコンクリート輸送を行う。

上記の実験から、本発明の方法は直管耐用年数を倍にすることができる。これは耐摩耗直管分野の画期的な改善である。

また、本発明のパイプを使用する時には、中央部パイプが摩耗により貫通した状態にあるが端部パイプがほぼ良好な状態にあること、又は端部パイプが摩耗により貫通した状態にあるが中央部パイプがほぼ良好な状態にあることはなく、均一な耐摩耗性に優れている。

（比較例）
実際の実験中で、高炭素高クロム鋼は硬度が高く脆性が大きいため、その管曲げが非常に困難である。一番重要な問題は、高炭素高クロム合金鋼の管曲げを行う時、亀裂が発生しやすく、溶接を行う時に欠けやすいことである。それらはほとんど内管の製造中に発生するので、ここで内管の製造過程を説明して比較する。

鍛造、機械加工で長さ１０００ｍｍ、幅３９０ｍｍの高炭素高クロム管鋼板を取得する。

７５０〜８００℃の条件下で、高炭素高クロム合金鋼板の球状化焼鈍を行う。好ましくは、球状化焼鈍の温度は７６０℃、７７０℃又は７８０℃である。

焼鈍後の高炭素高クロム鋼板は、ロールベンダーで管状に曲げる。その幅方向に沿って直径１２４ｍｍのリング形に曲げる。

そして管状に曲げられた鋼板を溶接し加熱し、その両端を溶融状態にさせた後、両端が一緒になるように熱溶接して１つの中央部の内層耐摩耗管とする。本実施例で、溶接方法は、アルゴンアーク溶接又はレーザー溶接などを採用する。

本実施例の製造方法は、実施例２と完全同じであるが、得られた耐摩耗パイプの歩留まり率が非常に低い。主な欠陥は、管曲げ時に鋼板自体に亀裂が発生すること、溶接後の継目に欠けや亀裂が発生することを含む。

しかし、出願人は、一方の辺の長さが３９０ｍｍの鋼板があって、高炭素高クロムの鋼板の他方の辺の長さ（パイプ形成後の長さ）が減小するにつれて、高炭素高クロムの鋼板の長さが４００ｍｍ以下の場合、歩留まり率が明らかに上昇するが、長さが３００ｍｍの場合、歩留まり率が９０％以上に達することができる。つまり、ベンド管の長さを減らすと高炭素高クロム鋼板の管曲げの成功率を明らかに向上させることができることを発見した。

高炭素高クロム鋼板（ＧＣｒ１５）は、現在の通常方法で幅３００ｍｍ以上の板料を製造できないので、出願人は、高炭素高クロム鋼板を用いて３００ｍｍ以下部分の実験を行う。高炭素高クロム板材２８５ｍｍは、本発明の方法で管曲げをする時に、歩留まり率は９０％以上に達することもできる。

（実施例３）
前述のように、出願人は、実施例２の製品を実験、試験する時に、実施例２の製品使用中で一定の不良率が存在し、不良品の耐用年数が大幅に下降する（不良率約５〜１０％）ことを発見した。しかしながら、不良品の外観は、良品と違いはなく、試験又は使用時の寿命は、良品より明らかに短いだけである。

出願人は、良品と不良品を繰り返し研究した後、やっと不良品の形成原因を見つけ、本実施例の改善方法を提案する。

本実施例の方法は以下のステップを含む。

ステップＳ１：外層保護管を製造する。

保護外管は、低合金鋼又は中低炭鋼材料で製造される。通常技術で実現できるので、ここで省略する。

ステップＳ２：内層耐摩耗管を製造する。

本実施例の内層耐摩耗管は、高炭素高クロム材料を採用する。

鋼工場から製造された鋼板を購入し、次に鋼板を熱処理する。熱処理は球状化焼鈍を採用し、球状化焼鈍の温度は７５０〜８００℃とする。

球状化焼鈍後、板材の性能は、ロールベンダーで管状に曲げる要求を満たす。熱処理後の鋼板をその長手方向に沿って切断する。それぞれの長さを３８０〜４００ｍｍとし、それぞれの長さを同じにする。次に、カット後の板材の長辺をパイプの円周とし、短辺をパイプの長さとし、ロールベンダーで管状に曲げる。

そして、管状に曲げられた鋼管を溶接し、その両端を溶融状態にさせた後、両端が一緒になるように熱溶接して１つの内層耐摩耗管とする。該ステップを繰り返し、複数分割の内層耐摩耗管を製造する。本実施例で、溶接方法は、アルゴンアーク溶接又はレーザー溶接などを採用する。

次に、ステップＳ３で、複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管内に取り付ける。

実施例２に比べ、本実施例で出願人は複数分割の内層耐摩耗管を外層保護管内に取付けるステップＳ３を改善した。該ステップを、所定の数の内層耐摩耗管（２個、３個又は４個など）を取り、そのうち１つの内層耐摩耗管を円柱体（当該円柱体は四角柱、五角柱のように外接円が内層耐摩耗管の内表面と合致する）に被せるステップＳ３．１と、第１の内層耐摩耗管の一端に所定の量の接着剤を塗るステップＳ３．２と、第２の内層耐摩耗管を第１の内層耐摩耗管の上方に位置するよう円柱体に被せて第１の内層耐摩耗管と一緒に貼り付けるステップＳ３．３に分ける。ステップＳ３．２とステップＳ３．３を繰り返して内層耐摩耗管グループを作り、内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃える。次に、ステップＳ３．１〜ステップＳ３．３を繰り返して複数の内層耐摩耗管グループを形成した後、複数の内層耐摩耗管グループを一端から耐摩耗外管内に取付ける。該実施の形態は不良率を明らかに低減させ、耐摩耗パイプの寿命を伸ばすことができる。

好ましくは、ステップＳ３．２において、接着剤を塗るステップに、内層耐摩耗管の端面に沿った点塗布方法を採用する。接着剤の厚さは、０．１〜１ｍｍとし、０．１〜０．３ｍｍが好ましい。例えば、端面から対角線に沿って４点を塗り、各点の間に所定の隙間を用意することで、耐摩耗内管の内表面を互いに揃えるほかに、外管と内管の間のコンクリート充填を確保することができる。

他の実施の形態において、出願人はステップＳ３を次のように改善した。該ステップを、所定の数の内層耐摩耗管（２個、３個又は４個など）を取るステップＳ３．１と、第１の内層耐摩耗管の一端に間隔を設けて所定の量の接着剤を塗るステップＳ３．２と、第２の内層耐摩耗管と第１の内層耐摩耗管を一緒に貼り付けるステップＳ３．３に分ける。ステップＳ３．２とステップＳ３．３とを繰り返して内層耐摩耗管グループを形成し、内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃える。次に、ステップＳ３．１〜ステップＳ３．３を繰り返して複数の内層耐摩耗管グループを形成した後、１つの内層耐摩耗管グループを保護外管内に挿入する。１つの内層耐摩耗管グループの一部を保護外管内に挿入した時、内層耐摩耗管グループの露出部分の端部に点塗布で接着剤（鋼材用接着剤）を塗布し、別の接着した内層耐摩耗管グループを、接着剤をつけた内層耐摩耗管グループに取付け、２つの内層耐摩耗管グループの内表面を互いに揃えるようにする。該実施の形態は不良率を明らかに低減させ、耐摩耗パイプの寿命を伸ばすことができる。

不良品の試験ついては、耐摩耗直管をコンクリートポンプ車に取付け、７ＭＰａの圧力下で、ポンプ車がコンクリートを正常に輸送し、管の肉厚がそれぞれ４．５ｍｍと５．５ｍｍである耐摩耗直管について、ポンプ車（同じタイプ）で同じ長さの３ｍの直管１０００個に対して耐摩耗寿命モード試験を行う。モード測定により、本実施の形態を実証し、耐摩耗直管の不良率を１％以下に減らすことができる。ここの不良品とは、設計する耐用年数の正常な直管にとって、耐用年数が正常な直管の寿命３０％以上低いものをいう。

（実施例４）
本実施例の耐摩耗直管は実施例１又は３の耐摩耗パイプを改善したもので、実施例１と同様する。本実施例の耐摩耗直管は保護外管１、耐摩耗カバーフランジ２及び耐摩耗内管３を含む。

図９に示すように、実施例１に比べ、本実施例で、耐摩耗カバーフランジ２は外フランジ２−１と内層耐摩耗カバー２−２を含み、内層耐摩耗カバー２−２は外フランジ２−１内部に収納され、内層耐摩耗カバー２−２の少なくとも一部を保護外管１内に挿入し、耐摩耗内管３に接続し、保護外管１と外フランジ２−１は一緒に溶接される。

「内層耐摩耗カバー２−２の少なくとも一部を保護外管１内に挿入する」とは、内層耐摩耗カバー２−２が外フランジ２−１より長く、対応する保護外管１の長さが耐摩耗内管３より長いか、又は内層耐摩耗カバー２−２を耐摩耗内管３内に挿入することにより、外フランジ２−１を溶接で保護外管１と固定する時、溶接部位が耐摩耗カバー２−２の外側に位置し、耐摩耗内管３と接触しないことである。

内層耐摩耗カバー２−２は、非焼鈍材料（高クロム鋳鉄、セラミック又は硬質合金など）を採用する必要がある。よって、外フランジ与保護外管を溶接する時に、管体に影響を与えず又は影響が小さく、また耐摩耗内管の寿命に大きな影響を与えない。

内層耐摩耗カバー２−２は一体構造であってもよく、複数の耐摩耗カバー２−２を順次接続して形成されたものであってもよい。内層耐摩耗カバー２−２が複数の場合、複数の内層耐摩耗カバー２−２は互いに順序的に接続されなければならない。

本実施例で、内層耐摩耗カバー２−２の数は４個とする。当然、内層耐摩耗カバー２−２の数を適切に調整できる。例えば、３〜１２個の範囲内で必要に応じて変更することができる。また各内層耐摩耗カバー２−２の長さを５０ｍｍ以下にする。好ましくは、各内層耐摩耗カバー２−２の長さは２０〜４０ｍｍであり、３０、３５ｍｍがより好ましい。

本発明の好適な実施例を参照して本発明の原理を詳細に説明したが、当業者であれば、上述した実施例は単に本発明の例示的な実現方法に対する説明だけであり、本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。実施例における詳細な説明は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の技術的解決法に基づいた均等物などは、全て本発明の保護範囲内とされる。

本出願は出願日２０１７年３月２１日、発明名称「コンクリート輸送に用いる異質分割式高耐摩耗二重層直管」、出願番号２０１７１０１６９０６４８である中国特許出願の優先権を主張し、本出願は出願日２０１７年３月２１日、発明名称「コンクリート輸送に用いる異質分割式高耐摩耗二重層直管」、出願番号２０１７２０２７５７９１８である中国特許出願の優先権、出願日２０１７年５月２２日、発明名称「溶接影響を排除できる耐摩耗直管」、出願番号２０１７２０５７２００１２である中国特許出願の優先権と、出願日２０１８年２月９日、発明名称「高炭素高クロム鋼に基づく耐摩耗パイプの製造方法」、出願番号２０１８１０１３５１００３である中国特許出願の優先権と、出願日２０１８年４月４日、発明名称「歩留まり率を改善する耐摩耗パイプの製造方法」、出願番号２０１８１０３００６５６３である中国特許出願の優先権とを主張する。

Claims (10)

1. 分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法であって、
   耐摩耗パイプは、外層保護管と内層耐摩耗管を備えた二重層構造のように形成され、
   前記内層耐摩耗管は、複数の耐摩耗短管を順次接続して形成され、
   前記耐摩耗パイプの製造方法は、
   前記外層保護管を製造するステップＳ１と、
   複数の前記内層耐摩耗管を製造するステップＳ２と、
   複数分割の前記内層耐摩耗管を前記外層保護管内に取り付けるステップＳ３と、
   を含む製造方法。
2. 前記内層耐摩耗管の中間内管部と端部内管部の材質は異なり、
   左端内管部および右端内管部の少なくとも１つの耐摩耗性は、全部又は一部の中間内管部より優れる、
   請求項１に記載の分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法。
3. 前記内層耐摩耗管を製造するステップＳ２は、
   高炭素高クロム鋼の鋼板を製造または取得するステップＳ２．１と、
   高炭素高クロム鋼の鋼板を熱処理するステップＳ２．２と、
   熱処理後の鋼板を所定の寸法でカットするステップＳ２．３と、
   カット後の鋼板の長辺をパイプの円周とし、その短辺をパイプの長さとし、ロールベンダーで前記鋼板を管状に曲げるステップＳ２．４と、
   管状に曲げられた鋼板の両端が一緒になるように溶接して、１つの前記内層耐摩耗管とするステップＳ２．５と、を含み、
   ステップＳ２．１〜Ｓ２．５を繰り返して、複数分割の前記内層耐摩耗管を製造する、
   請求項１に記載の分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法。
4. 前記ステップＳ３は更に、前記内層耐摩耗管の前組立と、前組立後の前記内層耐摩耗管を前記外層保護管の一端から前記外層保護管内に押し込むことと、を含み、
   好ましくは、前記ステップＳ２は、高炭素高クロム材料の鋳造鋼管を前記内層耐摩耗管の端部耐摩耗管とし、高炭素高クロム鋼のベンド管を前記内層耐摩耗管の中央部耐摩耗管とすることを含む、
   請求項１に記載の分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法。
5. 前記外層保護管と前記内層耐摩耗管との肉厚の和は、５．５ｍｍ以下とするが４．５ｍｍ以下が好ましく、
   前記外層保護管の肉厚は、１．６〜２．２ｍｍ、前記内層耐摩耗管の肉厚は、２．４〜３．５ｍｍが好ましく、
   前記高炭素高クロム材料は、炭素含有量が０．８％より大きく、クロム含有量が１．０％より大きい高クロム鋼又は鋳鉄を含むことが好ましい、
   請求項３に記載の分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法。
6. 前記ステップＳ３は、複数分割の前記内層耐摩耗管を前記外層保護管の一端から前記外層保護管内に順次押し込む前に、前記内層耐摩耗管を前塗布することを含む、
   請求項２に記載の分割式高耐摩耗二重層直管の製造方法。
7. コンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管であって、
   前記二重層直管は、保護外管（１）と分割式耐摩耗内管（３）とを含み、
   前記保護外管（１）は、前記分割式耐摩耗内管（３）の外側に嵌められ、
   前記分割式耐摩耗内管（３）は、少なくとも２つの耐摩耗内管部を含み、
   前記耐摩耗内管部は、互いに順序的に接続されている、
   コンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管。
8. 前記分割式耐摩耗内管（３）は、少なくとも左端内管部（３−２）と、右端内管部（３−４）と、１つ又は複数の中間内管部（３−３）と、を含み、
   ３種類の耐摩耗内管のうち少なくとも１種類の内管の材質は、他の種類の内管の材質とは異なり、
   好ましくは、前記左端内管部（３−２）および前記右端内管部（３−４）の少なくとも１つの耐摩耗性は、全部又は一部の中間内管部より優れる、
   請求項７に記載のコンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管。
9. 隣接する内管部の接合部は、充填通路（３−１）を含み、
   好ましくは、前記二重層直管は更に、減振充填チャンバー（４）を備え、
   前記減振充填チャンバー（４）は、前記保護外管（１）と前記分割式耐摩耗内管（３）とを取付けた後に両者の間に形成されている中空層であり、
   前記減振充填チャンバー（４）内に、減振充填材が充填され、
   好ましくは、前記二重層直管は、コンクリートポンプ車に使用され、コンクリートの輸送パイプとしてコンクリートポンプ車に取付けられる、
   請求項７に記載のコンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管。
10. 前記耐摩耗内管部は、複数の耐摩耗内管部グループに分けられ、
    各耐摩耗内管部グループは、前記保護外管（１）内に取付けられた前に前組立を行い、前組立により一体に形成される、
    請求項７に記載のコンクリート輸送に用いる分割式高耐摩耗二重層直管。