JP4923917B2 - スパイラル鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスパイラル鋼管の製造方法に関し、特に鋼管矢板に好適なものの製造方法に関する。

スパイラル鋼管の製造装置は、素材に必要な予備処理を行いながら送り込む前処理部、スパイラル状に成形しながら衝合部を溶接する成形部、および連続的に製造された鋼管を製管機を停止させることなく必要な長さに切断しながら送り出す、送り出し部から構成されている。

図６は上述した製造装置のうち、成形部における加工を模式的に説明する図で、素材となる熱延鋼板Ｐに成形ロール３，４，５で２点支持１点集中荷重の曲げ加工を施し、スパイラル状に成形しつつ熱延鋼板Ｐの端部ｂ、ｃ間を溶接する。

曲げ加工後の熱延鋼板Ｐは、ガイドローラで製品としての鋼管径にガイドされた後溶接されるが、ガイドローラには、熱延鋼板Ｐの表裏面のいずれかに配置されることにより外面拘束型と内面拘束型がある。

図２は、ガイドローラを外面側に配置した外面拘束型を説明する模式図で、熱延鋼板Ｐは、成形ロール３，４，５による２点支持１点集中荷重の曲げ加工で製品径より大きい半径（点線で示す形状）に曲げ加工をされた後、ガイドローラ２で外側から製品径に保持された状態で溶接される。

図３は、ガイドローラを内面側に配置した内面拘束型を説明する模式図で、熱延鋼板Ｐは、成形ロール３，４，５による２点支持１点集中荷重の曲げ加工で製品径より小さい半径（点線で示す形状）に曲げ加工をされた後、ガイドローラ２で内側から製品径に保持された状態で溶接される。

このようにスパイラル鋼管は成形溶接のままで製品とされるため、成形時における残留応力がそのまま残存し、例えば、特許文献１には、外面拘束型の場合、１．スプリングバックしようとする残留応力により外径変動が大きく表示される。２．ラインパイプとして使用する場合において内圧に対する耐力が低い。３．矢板用原管とする場合の接手溶接で変形する。などの問題が指摘されている。

特許文献１は、残留応力を制御して溶接突合せ部におけるピーキングの発生や鋼板座屈を防止するスパイラル鋼管の製造方法に関し、外周拘束型造管機による造管の場合、通常、成形ロールによる初期曲げ半径を鋼管半径より大きくするところ、小さくし、更に、第一ロールの設定高さを造管下端面レベルより高くして、初期曲げの前に生じる逆曲げの半径を大きくすることが記載されている。

特許文献２には、特許文献１で提案する、スパイラル鋼管の製造方法における、最適な初期曲げ半径を鋼管の製品中立面半径、スプリングバック係数などを用いて具体的に求める算出式が記載されている。
特開昭５３−１４２３６１号公報 特開昭５３−１４２３６３号公報

ところで、スパイラル鋼管を矢板用原管とする場合の接手溶接による変形は、外面拘束型の場合は図５（ａ），（ｂ），内面拘束型の場合は図４（ａ），（ｂ）で説明される。スパイラル鋼管１に鋼管矢板とするための接手１１を溶接すると、溶接部ａが収縮することにより外面拘束型の場合は矢板としての製品幅が増大し、内面拘束型の場合は、減少する。

このように、スパイラル鋼管を原管とする鋼管矢板では、拘束方法によって接手溶接による変形が相違するため、土木工事で拘束方法が異なるものが混在すると施工精度の確保が困難となる。

そこで、本発明は、造管時の残留応力が小さく、鋼管矢板の原管として好適なスパイラル鋼管の製造方法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．成形ロールによる初期曲げ後、ガイドロールで拘束し、その後溶接を行うスパイラル鋼管の製造方法であって、前記ガイドロールは内外周側に配置し、曲げ加工後のスプリングバックによる反発力が外周面側のガイドロールに備えられた検知手段で検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を小さくし、前記反発力が内周面側のガイドロールに備えられた検知手段で検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を大きくすることにより、ガイドロールによる拘束力が生じないように初期曲げ半径を調整することを特徴とするスパイラル鋼管の製造方法。

本発明によれば、スパイラル鋼管を、鋼管矢板とする際の接手溶接による変形が小さいので、真円度をだすためのジャッキによる矯正作業が不要となり、生産性が向上する。

本発明は、ガイドロールを内外周側に配置するスパイラル鋼管の製造方法であって、ガイドロールに作用する、初期曲げ後のスプリングバックによる反発力を感知して、当該反発力が小さくなるように、初期曲げ半径を調整することを特徴とする。

図１は、本発明の原理を説明する模式図で、熱延鋼板Ｐは、成形ロール３，４，５で初期曲げ加工後、ガイドロール２で製品寸法にガイドされた後、溶接される。ガイドロール２は、曲げ加工後のスプリングバックによる反発力の検知手段（図示しない）を備え、曲げ加工された熱延鋼板Ｐの内外周面側に配置する。

まず、初期曲げ半径を略製品径として初期曲げを行い、内外周面のいずれかのガイドロール２で曲げ加工後のスプリングバックによる反発力を検知する。ガイドロール２は、ガイド面（内外周の中央）が製品径となるように配置する。

そして、外周面側のガイドロールで反発力が検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を小さくし、内周面側のガイドロールで反発力が検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を大きくする。

その結果、ガイドロール２により拘束力が生じないように初期曲げ半径を調整することが可能で、加工変形の原因となる造管時残留応力が低減されたスパイラル鋼管が製造される。

本発明の原理を説明する図。 外面拘束型のスパイラル鋼管の製造方法を説明する図。 内面拘束型のスパイラル鋼管の製造方法を説明する図。 外面拘束型のスパイラル鋼管を矢板用原管とする接手溶接による変形を示す図で（ａ）は溶接前、（ｂ）は溶接後を示す図。 内面拘束型のスパイラル鋼管を矢板用原管とする接手溶接による変形を示す図で（ａ）は溶接前、（ｂ）は溶接後を示す図。 スパイラル鋼管の製造方法を説明する図。

符号の説明

１ スパイラル鋼管
２ ガイドロール
３、４，５ 成形ロール
１１ 鋼管矢板用接手
Ｐ 熱延鋼板

Claims (1)

1. 成形ロールによる初期曲げ後、ガイドロールで拘束し、その後溶接を行うスパイラル鋼管の製造方法であって、前記ガイドロールは内外周側に配置し、曲げ加工後のスプリングバックによる反発力が外周面側のガイドロールに備えられた検知手段で検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を小さくし、前記反発力が内周面側のガイドロールに備えられた検知手段で検知された場合は、当初に設定した初期曲げ半径を大きくすることにより、ガイドロールによる拘束力が生じないように初期曲げ半径を調整することを特徴とするスパイラル鋼管の製造方法。

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