JP2561498B2 - 二層ベンド管の製造方法 - Google Patents
二層ベンド管の製造方法Info
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- JP2561498B2 JP2561498B2 JP62336307A JP33630787A JP2561498B2 JP 2561498 B2 JP2561498 B2 JP 2561498B2 JP 62336307 A JP62336307 A JP 62336307A JP 33630787 A JP33630787 A JP 33630787A JP 2561498 B2 JP2561498 B2 JP 2561498B2
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- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐食性と強度が要求される配管継手材とし
て有用なベンド管の製造方法に関する。
て有用なベンド管の製造方法に関する。
石油・天然ガス生産井における配管材のように、耐食
性と強度・靱性等が要求される管材として、外層を炭素
鋼で形成し、内層を耐食材料で形成した二層管が好まし
く使用される。この二層管は、炭素鋼製管体と耐食合金
製管体とを嵌め合わせ、圧延、爆発圧接、または押抜き
法等の加工を加えて両者の接合界面を接着させる方法、
あるいは遠心力鋳造法を利用し、遠心回転鋳型内に、炭
素鋼浴湯の鋳込みと、耐食合金溶湯の鋳込みの２段の鋳
造を行う方法等により製造される。
性と強度・靱性等が要求される管材として、外層を炭素
鋼で形成し、内層を耐食材料で形成した二層管が好まし
く使用される。この二層管は、炭素鋼製管体と耐食合金
製管体とを嵌め合わせ、圧延、爆発圧接、または押抜き
法等の加工を加えて両者の接合界面を接着させる方法、
あるいは遠心力鋳造法を利用し、遠心回転鋳型内に、炭
素鋼浴湯の鋳込みと、耐食合金溶湯の鋳込みの２段の鋳
造を行う方法等により製造される。
上記二層管を用いて配管系を構成する場合の継手部材
であるエルボやＵ字管等のベンド管は二層構造を有する
直管に曲げ加工を加えることにより製造することができ
る。
であるエルボやＵ字管等のベンド管は二層構造を有する
直管に曲げ加工を加えることにより製造することができ
る。
しかるに、二層直管の曲げ加工においては、管体に割
れや二層の界面の剥離等が生じ易い。また曲げ加工後の
管体の機械的性質、特に耐力、引張強さ、および耐衝撃
性等が低く、その材料特性を高めるためには煩瑣な熱処
理を必要とする。
れや二層の界面の剥離等が生じ易い。また曲げ加工後の
管体の機械的性質、特に耐力、引張強さ、および耐衝撃
性等が低く、その材料特性を高めるためには煩瑣な熱処
理を必要とする。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
ある。
ある。
本発明の二層ベンド管の製造方法は、 C:0.15％以下,Si:1.0％以下,Mn:1.5％以下,Cr:0.3％
以下,Ni:1.0％以下,Mo:0.3％以下,V:0.15％以下，残部
実質的にFeである炭素鋼からなる外層と、耐食合金から
なる内層とを有する遠心力鋳造二層直管を素管とし、該
素管を、900〜1100℃の温度域において、送り速度0.5〜
1mm/秒で高周波曲げ加工を行い、曲げ加工後、直ちに室
温まで強制空冷することを特徴としている。
以下,Ni:1.0％以下,Mo:0.3％以下,V:0.15％以下，残部
実質的にFeである炭素鋼からなる外層と、耐食合金から
なる内層とを有する遠心力鋳造二層直管を素管とし、該
素管を、900〜1100℃の温度域において、送り速度0.5〜
1mm/秒で高周波曲げ加工を行い、曲げ加工後、直ちに室
温まで強制空冷することを特徴としている。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明において、素管として遠心力鋳造二層直管を素
管として使用することとしたのは、圧延、爆発圧接等の
物理的圧着法により形成された二層管と異なって、外層
と内層とがそ界面において冶金学的に融着結合し、その
後の曲げ加工に十分に耐え得る強固な接合関係を有して
いるからである。また、その外層を形成する炭素鋼を前
記成分組成に限定したのは、後記実施例にも示したよう
に、石油・天然ガス生産井等の配管材等に要求される高
度の機械的性質を示すからである。他方、内層を形成す
る耐食合金は、使用環境条件に応じて任意に選択するこ
とができ、その例として、各種ステンレス鋼（SUS 316
L,SUS 302,SUS 304,SUS 305,SUS 309,SUS 310,SUS 317,
SUS 321 等）、あるいはNi基合金（インコロイ825,イン
コネル625,ハステロイC276等）等が挙げられる。外層お
よび内層の層厚に制限はないが、例えば外層の層厚は10
〜50mmであり、内層のそれは３〜5mmである。
管として使用することとしたのは、圧延、爆発圧接等の
物理的圧着法により形成された二層管と異なって、外層
と内層とがそ界面において冶金学的に融着結合し、その
後の曲げ加工に十分に耐え得る強固な接合関係を有して
いるからである。また、その外層を形成する炭素鋼を前
記成分組成に限定したのは、後記実施例にも示したよう
に、石油・天然ガス生産井等の配管材等に要求される高
度の機械的性質を示すからである。他方、内層を形成す
る耐食合金は、使用環境条件に応じて任意に選択するこ
とができ、その例として、各種ステンレス鋼（SUS 316
L,SUS 302,SUS 304,SUS 305,SUS 309,SUS 310,SUS 317,
SUS 321 等）、あるいはNi基合金（インコロイ825,イン
コネル625,ハステロイC276等）等が挙げられる。外層お
よび内層の層厚に制限はないが、例えば外層の層厚は10
〜50mmであり、内層のそれは３〜5mmである。
本発明により、素管である遠心力鋳造二層直管に高周
波曲げ加工を行うに当たっては、予め焼ならし熱処理を
施すことが好ましい。鋳造のままでは、残留歪や外層の
組織的なムラがあり、曲げ加工時に割れが発生する原因
となるからである。その熱処理は、1000〜1100℃に適当
な時間加熱保持することにより達成される。
波曲げ加工を行うに当たっては、予め焼ならし熱処理を
施すことが好ましい。鋳造のままでは、残留歪や外層の
組織的なムラがあり、曲げ加工時に割れが発生する原因
となるからである。その熱処理は、1000〜1100℃に適当
な時間加熱保持することにより達成される。
また、素管の外側表面および内側表面には、鋳造品に
特有の凹凸や偏析、異物噛込み等の欠陥を有するのが一
般であり、これらの欠陥は高周波曲げ加工時に割れが発
生する原因となるので、高周波曲げ加工に先立って、機
械加工により、上記表面欠陥を除去しておくことが望ま
しい。その機械加工による表面粗さは、おおむね50S 以上であればよいが、外側表面に比べて欠陥が多い内側
表面は、その欠陥の完全除去のために、25S 以上に仕上げることが望ましい。
特有の凹凸や偏析、異物噛込み等の欠陥を有するのが一
般であり、これらの欠陥は高周波曲げ加工時に割れが発
生する原因となるので、高周波曲げ加工に先立って、機
械加工により、上記表面欠陥を除去しておくことが望ま
しい。その機械加工による表面粗さは、おおむね50S 以上であればよいが、外側表面に比べて欠陥が多い内側
表面は、その欠陥の完全除去のために、25S 以上に仕上げることが望ましい。
本発明における高周波曲げ加工温度を900℃以上に規
定したのは、それより低い温度では、外層の伸びが低
く、割れが生じ易いからである。加工温度を高める程、
加工性は良くなるが、1100℃をこえると、内層および外
層共に、組織の粗大化が生じ、成形加工後の強度、靱性
等が低下するので1100℃を上限とする。
定したのは、それより低い温度では、外層の伸びが低
く、割れが生じ易いからである。加工温度を高める程、
加工性は良くなるが、1100℃をこえると、内層および外
層共に、組織の粗大化が生じ、成形加工後の強度、靱性
等が低下するので1100℃を上限とする。
素管の送り速度（曲げ加工速度）の下限を0.5mm/秒と
したのは、それより遅い加工速度では、管径の楕円化等
の変形が生じ易くなるからであり、他方1.0mm/秒を上限
としたのは、それより高速度で行うと、管体の曲げ加工
部に対する加熱昇温を追従させることが困難なため、曲
げ加工部分の熱不足による割れ発生傾向が増大するから
である。
したのは、それより遅い加工速度では、管径の楕円化等
の変形が生じ易くなるからであり、他方1.0mm/秒を上限
としたのは、それより高速度で行うと、管体の曲げ加工
部に対する加熱昇温を追従させることが困難なため、曲
げ加工部分の熱不足による割れ発生傾向が増大するから
である。
曲げ角度は任意であり、一軸曲げのみならず、２次元
曲げ等の複雑な曲げ加工も可能である。
曲げ等の複雑な曲げ加工も可能である。
所定の曲げ加工を終えたのち、直ちに強制空冷（100
〜300℃／秒）により室温まで冷却する。加工後の冷却
を強制空冷により行うこととした点は本発明の最も特徴
とする点の１つであり、これによって、後記実施例にも
示したように、伸び、絞り等の延性を損なうことなく、
素管材質を大きく凌ぐ強度が得られ、従ってその後に調
質のための煩瑣な熱処理を行う必要はない。
〜300℃／秒）により室温まで冷却する。加工後の冷却
を強制空冷により行うこととした点は本発明の最も特徴
とする点の１つであり、これによって、後記実施例にも
示したように、伸び、絞り等の延性を損なうことなく、
素管材質を大きく凌ぐ強度が得られ、従ってその後に調
質のための煩瑣な熱処理を行う必要はない。
〔Ｉ〕素管（遠心力鋳造二層直管） （１） 外層成分（wt％）： C 0.12,Si 0.37,Mn 1.03,P 0.018,S 0.010,Cr 0.19,N
i 0.47,Mo 0.21,V 0.09,Fe Bal （２） 内層成分（wt％） C 0.014,Si 0.55,Mn 1.07,P 0.015,S 0.007,Cr 17.5
1,Ni 15.49,Mo 2.71,Fe Bal（SUS 316 L 相当） （３） 機械加工 素管内外面に機械加工を加え、外層表面を50S に仕上げた。管サイズは、外径168.3×内径138.3×肉厚
15（外層4,内層11）×長さ2400（mm）である。
i 0.47,Mo 0.21,V 0.09,Fe Bal （２） 内層成分（wt％） C 0.014,Si 0.55,Mn 1.07,P 0.015,S 0.007,Cr 17.5
1,Ni 15.49,Mo 2.71,Fe Bal（SUS 316 L 相当） （３） 機械加工 素管内外面に機械加工を加え、外層表面を50S に仕上げた。管サイズは、外径168.3×内径138.3×肉厚
15（外層4,内層11）×長さ2400（mm）である。
〔II〕高周波曲げ加工 素管を焼ならし処理（1050℃×２時間）したのち、次
の条件で高周波曲げ加工を行い、90℃ベンド管を得た。
の条件で高周波曲げ加工を行い、90℃ベンド管を得た。
加工温度:950℃ 送り速度:0.5mm/秒 曲げ半径：素管直径の５倍（841.5mm） 加工後の冷却：強制空冷（約200℃／秒） 〔III〕ベンド管の材料特性 得られたベンド管の曲げ加工部の外層から試験片を切
り出し、常温引張り試験を行った。また比較のために曲
げ加工前の素管の外層から切り出した試験片について同
じ試験を行った。試験結果を第１表に示す。同表に示し
たように、本発明により得られるベンド管は、降伏点や
引張強さ等の強度が著しく向上しており、しかも十分な
延性、靱性を有していることがわかる。
り出し、常温引張り試験を行った。また比較のために曲
げ加工前の素管の外層から切り出した試験片について同
じ試験を行った。試験結果を第１表に示す。同表に示し
たように、本発明により得られるベンド管は、降伏点や
引張強さ等の強度が著しく向上しており、しかも十分な
延性、靱性を有していることがわかる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、外層の炭素鋼によるすぐれた機械的
性質と内層の耐食合金による安定した耐食性を有する二
層ベンド管を得ることができ、従って、本発明は、石油
・天然ガス生産井等のように強度と耐食性が要求される
配管系における継手の製造法として有用であり、本発明
により得られるベンド管を使用することにより、これら
の配管系の信頼性・耐久性が高められる。
性質と内層の耐食合金による安定した耐食性を有する二
層ベンド管を得ることができ、従って、本発明は、石油
・天然ガス生産井等のように強度と耐食性が要求される
配管系における継手の製造法として有用であり、本発明
により得られるベンド管を使用することにより、これら
の配管系の信頼性・耐久性が高められる。
Claims (1)
- 【請求項１】C:0.15％以下,Si:1.0％以下,Mn:1.5％以
下,Cr:0.3％以下,Ni:1.0％以下,Mo:0.3％以下,V:0.15％
以下，残部実質的にFeである炭素鋼からなる外層と、耐
食合金からなる内層とを有する遠心力鋳造二層直管を素
管とし、該素管を、900〜1100℃の温度域において、送
り速度0.5〜1mm/秒で高周波曲げ加工を行い、曲げ加工
後、直ちに室温まで強制空冷することを特徴とする強度
および靱性にすぐれた二層ベンド管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336307A JP2561498B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 二層ベンド管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336307A JP2561498B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 二層ベンド管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01178322A JPH01178322A (ja) | 1989-07-14 |
| JP2561498B2 true JP2561498B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=18297760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62336307A Expired - Lifetime JP2561498B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 二層ベンド管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561498B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6012192B2 (ja) * | 2012-02-08 | 2016-10-25 | 三菱重工業株式会社 | 超合金部材の曲げ加工方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336307A patent/JP2561498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01178322A (ja) | 1989-07-14 |
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