JP3659061B2 - 鋼管の内面ビード圧延装置 - Google Patents
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管の内面ビード圧延装置に関し、特に、固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接鋼管あるいは固相圧接鋼管を製造するとき、オープンシーム部を加熱後スクイズロールにて加圧・接合してなるシーム部の管内面側に肉の盛り上がり部分（内面ビード）が形成されることがある。このような内面ビードが存在すると、伸管用素管・ボイラーチューブ等の高寸法精度鋼管への適用が困難になる。この問題の解決手段として、接合後シーム部が高温状態にあるうちに前記内面ビードを圧延により圧潰する技術が知られている（例えば、特公平１−42768 号公報（電縫管）、特公平２−29439 号公報（熱間溶接管）、特開昭62−137184号公報（熱間溶接管）、特開平10−296493号公報（固相圧接管）等参照）。
【０００３】
これらの技術は、管内に内面圧延ロール、管外にガイドロールを配置し、内面圧延ロールとガイドロール間にシーム部を通して圧延することにより内面ビードを圧潰しようとするものであり、内面圧延ロールはロール保持台車で保持されて管内に装入・配置される。すなわち、鋼管の内面ビードを圧延するための内面ビード圧延装置は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の内面ビード圧延装置では、ロール保持台車内のロール軸受部、車輪軸受部、ロール軸部、車輪軸部などの相互に擦れ合う部分（摺動部と称す）の潤滑について考慮されていない。ガイドロールの方は管外に露出しているから何時でもその摺動部にオイル（潤滑油）を供給することができるが、ロール保持台車の方は管内に装入されている間はその摺動部へのオイル供給手段がない。ロール保持台車を管内に装入する前に摺動部にオイル供給しておくだけで連続製管期間中の十分な潤滑が確保できるのであれば問題はないが、例えば固相圧接管では、内面ビード圧延を行う時のシーム部は1000℃程度、シーム部以外の母材部は600 ℃程度になっており、このような高温環境下ではオイルが連続製管中に変質（炭化）し、潤滑不十分となって摺動部が焼付くおそれがある。
【０００５】
このような問題を解決し、管内が高温で連続製管期間が長時間にわたっても管内のロール保持台車内の摺動部に十分な潤滑状態を維持させることが可能な固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、グラファイト、グラファイトとBNの混合、MoS2、BNのうち１種からなる膜厚10〜200 μm の固体潤滑剤皮膜を形成したことを特徴とする溶接鋼管、固相圧接鋼管の両方に用いる鋼管の内面ビード圧延装置を参考とした。
【０００７】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、Cr3C2 分散型Ni-Cr 合金またはMo2NiB2 からなる表面粗さがRa10μm 以下の溶射皮膜を形成したことを特徴とする固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、皮膜（潤滑性皮膜）を形成することにより前記目的を達成するものである。
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、この潤滑性皮膜として、グラファイト、グラファイトとBNの混合、MoS2、BNのうち１種からなる固体潤滑剤皮膜、または、Cr3C2 分散型Ni-Cr 合金もしくはMo2NiB2 からなる溶射皮膜が好適であることを見いだした。これらの皮膜は、潤滑能が高い（回転軸との摩擦係数が小さい）うえ、600 〜1000℃程度の高温環境下でも変質せず高い潤滑能を維持し、また、下地との密着性も良好である。
【００１０】
皮膜の膜厚は、10〜200 μm とする。10μm 未満であると局部的に下地が露出しやすく潤滑能が不十分となり、200 μm 超であると皮膜が剥離しやすく耐久性に問題が生じる。また、溶射皮膜に関しては、その表面粗さは、Ra10μm 以下とする。Ra10μm 超であると潤滑能が不十分となる。
上記固体潤滑剤皮膜を形成するには、塗布⇒焼き固め⇒表面粗さ調整、の３工程によるのが好適である。塗布法としては刷毛塗り・スプレーイング等を採用できる。焼き固め工程の温度は100 〜200 ℃がよい。表面粗さは所定の粗さの研磨材（エメリー紙など）で研磨して調整するのがよい。
【００１１】
上記溶射皮膜を形成するには、溶射⇒表面粗さ調整、の２工程によるのが好適である。溶射法としてはＴＩＧアーク溶射、プラズマアーク溶射等を採用できるが、材料特性が損なわれないため設計どおりの特性をもつ皮膜が得られ、また、より緻密で高い結合力をもつ皮膜が得られるという点でプラズマアーク溶射が最適である。表面粗さ調整は所定粗さの研磨材（エメリー紙など）で研磨して行えばよい。
【００１２】
また、塗布工程前あるいは溶射工程前にブラスト等により摺動部を下地処理しておくのが、皮膜の耐剥離性を向上させる観点から、より好ましい。
なお、本発明の内面ビード圧延装置は、電縫管等、オープンシーム部接合後にビード切削装置を用いてビード切削を行う類の溶接鋼管に適用する場合には、これを前記ビード切削装置の下流側に配置して使用するのが好適である。
【００１３】
【実施例】
図１（ａ）は本発明の一実施例を示す側面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。図１において、１は台車（ロール保持台車）、２は内面圧延ロール、３はガイドロール、４は車輪、５は摺動部（軸受部）、６は皮膜（潤滑性皮膜）、９は台車冷却用の通水路、10は管（鋼管）、10A はシーム部、11はサポートロール、12は内面ビード、30は台車連結管である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本発明の内面ビード圧延装置は、鋼管10内に装入した台車１に保持せしめた内面圧延ロール２と鋼管10外に配置したガイドロール３とでシーム部10A に生じた内面ビード12を圧延（挟圧・圧潰）するものである。なお、特に限定されないが、台車１は管10外に固定端をもつ台車連結管30の先端に連結して管10内の所定装入位置に固定するようにし、この台車連結管30内に、台車１の耐熱性を高めるために台車１に穿孔・配置した通水路９を通して管10外の給水源に接続し、車輪４の押圧力（内面圧延ロール２の圧延反力）は管10外に設けたサポートロール11で受けるようにした。
【００１５】
摺動部５には、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように潤滑性皮膜６が形成されている。
（参考例および比較例）
図１において、摺動部５に、材質：グラファイトからなる固体潤滑剤、膜厚：150 μm の潤滑性皮膜６を形成した内面ビード圧延装置を、固相圧接管製造ラインのスクイズロール出側に設置（この設置位置ではシーム部温度1000℃程度、母材部温度600 ℃程度）し、製管サイズ：肉厚2.3 mm×外径146 mmφの固相圧接管を延べ長さ67,200ｍにわたり連続製管する期間（延べ時間８ｈ）中、通水路９に常時冷却水35l/mi（水圧10kgf/cm2G）を通水しながら連続運転して、オープンシーム部接合後の鋼管10シーム部10A の内面ビード圧延を行い参考例とした。一方、参考例において潤滑性皮膜６を削除した内面ビード圧延装置を参考例と同じ製管条件下で運転して比較例とした。
【００１６】
その結果、参考例では、台車１の摺動部５が焼付くトラブルの発生なく、平滑な内面を有する断面形状の良好な製品管が得られたのに対し、比較例では製管延べ長さ200 ｍのところで摺動部５に焼付が生じて内面圧延ロール２が円滑に回転できなくなり、管10の内面圧延ロール２当接面に顕著なスリ疵が生じたため、製管を中断せざるを得なかった。
【００１７】
ところで上記実施例では、台車の通水路を設け、内面圧延ロール、ガイドロール、車輪を本体と軸とが不可分の一体型としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、場合に応じて、通水路を省略してもよく、また各ロールや車輪を本体と軸とが分離可能な分離型としてもよい。
なお、図２には、通水路を省略し、かつ車輪４を分離型とした本発明の一例を示す。
【００１８】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、管内が高温で連続製管期間が長時間にわたっても管内のロール保持台車内の摺動部に十分な潤滑状態を維持させることが可能な鋼管の内面ビード圧延装置が実現し、この装置を用いることにより内面平滑で断面形状に優れる固相圧接鋼管の高能率生産が可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例を示す側面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】本発明の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 台車（ロール保持台車）
２ 内面圧延ロール
３ ガイドロール
４ 車輪
５ 摺動部（相互擦合部）
６ 皮膜（潤滑性皮膜）
９ 通水路
10 管（鋼管）
10A シーム部
11 サポートロール
12 内面ビード
30 台車連結管
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管の内面ビード圧延装置に関し、特に、固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接鋼管あるいは固相圧接鋼管を製造するとき、オープンシーム部を加熱後スクイズロールにて加圧・接合してなるシーム部の管内面側に肉の盛り上がり部分（内面ビード）が形成されることがある。このような内面ビードが存在すると、伸管用素管・ボイラーチューブ等の高寸法精度鋼管への適用が困難になる。この問題の解決手段として、接合後シーム部が高温状態にあるうちに前記内面ビードを圧延により圧潰する技術が知られている（例えば、特公平１−42768 号公報（電縫管）、特公平２−29439 号公報（熱間溶接管）、特開昭62−137184号公報（熱間溶接管）、特開平10−296493号公報（固相圧接管）等参照）。
【０００３】
これらの技術は、管内に内面圧延ロール、管外にガイドロールを配置し、内面圧延ロールとガイドロール間にシーム部を通して圧延することにより内面ビードを圧潰しようとするものであり、内面圧延ロールはロール保持台車で保持されて管内に装入・配置される。すなわち、鋼管の内面ビードを圧延するための内面ビード圧延装置は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の内面ビード圧延装置では、ロール保持台車内のロール軸受部、車輪軸受部、ロール軸部、車輪軸部などの相互に擦れ合う部分（摺動部と称す）の潤滑について考慮されていない。ガイドロールの方は管外に露出しているから何時でもその摺動部にオイル（潤滑油）を供給することができるが、ロール保持台車の方は管内に装入されている間はその摺動部へのオイル供給手段がない。ロール保持台車を管内に装入する前に摺動部にオイル供給しておくだけで連続製管期間中の十分な潤滑が確保できるのであれば問題はないが、例えば固相圧接管では、内面ビード圧延を行う時のシーム部は1000℃程度、シーム部以外の母材部は600 ℃程度になっており、このような高温環境下ではオイルが連続製管中に変質（炭化）し、潤滑不十分となって摺動部が焼付くおそれがある。
【０００５】
このような問題を解決し、管内が高温で連続製管期間が長時間にわたっても管内のロール保持台車内の摺動部に十分な潤滑状態を維持させることが可能な固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、グラファイト、グラファイトとBNの混合、MoS2、BNのうち１種からなる膜厚10〜200 μm の固体潤滑剤皮膜を形成したことを特徴とする溶接鋼管、固相圧接鋼管の両方に用いる鋼管の内面ビード圧延装置を参考とした。
【０００７】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、Cr3C2 分散型Ni-Cr 合金またはMo2NiB2 からなる表面粗さがRa10μm 以下の溶射皮膜を形成したことを特徴とする固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、皮膜（潤滑性皮膜）を形成することにより前記目的を達成するものである。
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、この潤滑性皮膜として、グラファイト、グラファイトとBNの混合、MoS2、BNのうち１種からなる固体潤滑剤皮膜、または、Cr3C2 分散型Ni-Cr 合金もしくはMo2NiB2 からなる溶射皮膜が好適であることを見いだした。これらの皮膜は、潤滑能が高い（回転軸との摩擦係数が小さい）うえ、600 〜1000℃程度の高温環境下でも変質せず高い潤滑能を維持し、また、下地との密着性も良好である。
【００１０】
皮膜の膜厚は、10〜200 μm とする。10μm 未満であると局部的に下地が露出しやすく潤滑能が不十分となり、200 μm 超であると皮膜が剥離しやすく耐久性に問題が生じる。また、溶射皮膜に関しては、その表面粗さは、Ra10μm 以下とする。Ra10μm 超であると潤滑能が不十分となる。
上記固体潤滑剤皮膜を形成するには、塗布⇒焼き固め⇒表面粗さ調整、の３工程によるのが好適である。塗布法としては刷毛塗り・スプレーイング等を採用できる。焼き固め工程の温度は100 〜200 ℃がよい。表面粗さは所定の粗さの研磨材（エメリー紙など）で研磨して調整するのがよい。
【００１１】
上記溶射皮膜を形成するには、溶射⇒表面粗さ調整、の２工程によるのが好適である。溶射法としてはＴＩＧアーク溶射、プラズマアーク溶射等を採用できるが、材料特性が損なわれないため設計どおりの特性をもつ皮膜が得られ、また、より緻密で高い結合力をもつ皮膜が得られるという点でプラズマアーク溶射が最適である。表面粗さ調整は所定粗さの研磨材（エメリー紙など）で研磨して行えばよい。
【００１２】
また、塗布工程前あるいは溶射工程前にブラスト等により摺動部を下地処理しておくのが、皮膜の耐剥離性を向上させる観点から、より好ましい。
なお、本発明の内面ビード圧延装置は、電縫管等、オープンシーム部接合後にビード切削装置を用いてビード切削を行う類の溶接鋼管に適用する場合には、これを前記ビード切削装置の下流側に配置して使用するのが好適である。
【００１３】
【実施例】
図１（ａ）は本発明の一実施例を示す側面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。図１において、１は台車（ロール保持台車）、２は内面圧延ロール、３はガイドロール、４は車輪、５は摺動部（軸受部）、６は皮膜（潤滑性皮膜）、９は台車冷却用の通水路、10は管（鋼管）、10A はシーム部、11はサポートロール、12は内面ビード、30は台車連結管である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本発明の内面ビード圧延装置は、鋼管10内に装入した台車１に保持せしめた内面圧延ロール２と鋼管10外に配置したガイドロール３とでシーム部10A に生じた内面ビード12を圧延（挟圧・圧潰）するものである。なお、特に限定されないが、台車１は管10外に固定端をもつ台車連結管30の先端に連結して管10内の所定装入位置に固定するようにし、この台車連結管30内に、台車１の耐熱性を高めるために台車１に穿孔・配置した通水路９を通して管10外の給水源に接続し、車輪４の押圧力（内面圧延ロール２の圧延反力）は管10外に設けたサポートロール11で受けるようにした。
【００１５】
摺動部５には、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように潤滑性皮膜６が形成されている。
（参考例および比較例）
図１において、摺動部５に、材質：グラファイトからなる固体潤滑剤、膜厚：150 μm の潤滑性皮膜６を形成した内面ビード圧延装置を、固相圧接管製造ラインのスクイズロール出側に設置（この設置位置ではシーム部温度1000℃程度、母材部温度600 ℃程度）し、製管サイズ：肉厚2.3 mm×外径146 mmφの固相圧接管を延べ長さ67,200ｍにわたり連続製管する期間（延べ時間８ｈ）中、通水路９に常時冷却水35l/mi（水圧10kgf/cm2G）を通水しながら連続運転して、オープンシーム部接合後の鋼管10シーム部10A の内面ビード圧延を行い参考例とした。一方、参考例において潤滑性皮膜６を削除した内面ビード圧延装置を参考例と同じ製管条件下で運転して比較例とした。
【００１６】
その結果、参考例では、台車１の摺動部５が焼付くトラブルの発生なく、平滑な内面を有する断面形状の良好な製品管が得られたのに対し、比較例では製管延べ長さ200 ｍのところで摺動部５に焼付が生じて内面圧延ロール２が円滑に回転できなくなり、管10の内面圧延ロール２当接面に顕著なスリ疵が生じたため、製管を中断せざるを得なかった。
【００１７】
ところで上記実施例では、台車の通水路を設け、内面圧延ロール、ガイドロール、車輪を本体と軸とが不可分の一体型としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、場合に応じて、通水路を省略してもよく、また各ロールや車輪を本体と軸とが分離可能な分離型としてもよい。
なお、図２には、通水路を省略し、かつ車輪４を分離型とした本発明の一例を示す。
【００１８】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、管内が高温で連続製管期間が長時間にわたっても管内のロール保持台車内の摺動部に十分な潤滑状態を維持させることが可能な鋼管の内面ビード圧延装置が実現し、この装置を用いることにより内面平滑で断面形状に優れる固相圧接鋼管の高能率生産が可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例を示す側面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】本発明の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 台車（ロール保持台車）
２ 内面圧延ロール
３ ガイドロール
４ 車輪
５ 摺動部（相互擦合部）
６ 皮膜（潤滑性皮膜）
９ 通水路
10 管（鋼管）
10A シーム部
11 サポートロール
12 内面ビード
30 台車連結管
Claims (1)
- 管内に配置されるロール保持台車と、このロール保持台車で保持されて内面ビードを押圧する内面圧延ロールと、シーム部を介して前記内面圧延ロールに対抗するガイドロールとを有する鋼管の内面ビード圧延装置において、前記ロール保持台車内の少なくとも摺動部の擦れ合う一方または両方に対し、Cr3C2 分散型Ni-Cr 合金またはMo2NiB2 からなる表面粗さがRa10μm 以下の溶射皮膜を形成したことを特徴とする固相圧接鋼管に用いる鋼管の内面ビード圧延装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13252399A JP3659061B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 鋼管の内面ビード圧延装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13252399A JP3659061B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 鋼管の内面ビード圧延装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317687A JP2000317687A (ja) | 2000-11-21 |
| JP3659061B2 true JP3659061B2 (ja) | 2005-06-15 |
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ID=15083308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13252399A Expired - Fee Related JP3659061B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 鋼管の内面ビード圧延装置 |
Country Status (1)
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-
1999
- 1999-05-13 JP JP13252399A patent/JP3659061B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP2000317687A (ja) | 2000-11-21 |
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