JP5166366B2 - 多層パイプとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は多層パイプとその製造方法に関する。このような多層パイプは、好ましくは、腐食または摩耗に対して高度の要求がある場合に使用される。

耐食性の圧力容器または圧力ラインは、多層パイプを採用すると、対応材料から成る同一材質のものよりもコスト面で有利に製造できる。これは、耐食性の薄内層（例えば耐酸性ステンレススティール）と耐圧性の高張力外層（例えば細粒構造用鋼）への荷重分布によって達成される。このようにした結果、鋼材消費を著しく低減でき、残りの鋼材消費の大部分をコストの有利な材料に転換できる。

或る品質等級においては、耐摩耗性パイプラインは、多層パイプ（例えば機械的結合（下記参照））として実施されたとき、初めて製造可能となる。材料（例えば高硬度の高張力鋼）は、内層として採用できるからである。上記内層は、それ自体ではパイプ内に加工できないか、或いは、パイプへの加工が極めて困難である。

その他の材料の組み合わせは、多種多様に可能である。しかし、材料の組み合わせの実現性は、この状況においては、基本的に、各ケースに適した加工方法によってのみ制約を受ける。

パイプ被覆の形成に際して、次の二つの可能性が存在する。すなわち、
表面全体にわたる金属結合（被覆処理される原材半仕上げ品としての金属プレートが必要である）と、
内側パイプと外側パイプの間での単なる機械的結合（例えば摩擦結合）であって、好ましくは、内側プレートと外側プレートとはプレート端部で溶接される機械的結合。

このような多層パイプの製造は、従来技術では、以下のように行われている。

例えば、金属からなる好ましくは鋼板からなる多層パイプであって、層間が金属結合された多層パイプに対しては、原材半仕上げ品として、二種の異なった（鋼）材料から作られる被覆処理複合プレートが使用される。続いて、多層パイプは次のように製造される。

まず圧延結合（ロール結合）または爆発圧着により、複合プレートが製造され、
次に、例えば曲げローラまたは曲げプレス等の通常の方法によって、パイプ形成が行なわれ、
その後、多層パイプの外壁は、使用材料に合った通常のパイプ溶接方法によって、溶接が行われ、同様に、内壁の溶接は、材料に合った肉盛溶接方法で溶接が行われる。

従来技術によるこの方法の欠点は、一方においては、使用する原材半仕上げ品のコスト高とその結果最終製品のコストが高くなることである。他方においては、世界的に見て生産能力が極めて限定されているため、十分な量の原材半仕上げ品を確保するのが困難なことである。したがって、特許出願人および発明者の知る限りでは、圧延結合された多層プレートを製造するために、例えばオーストリアや日本では、その設備が数件存在するが、ドイツには全く存在しない。また、爆発圧着の設備も、発明者と出願人の知る限りでは、殆ど存在しない。例えば、このような設備の数件の内の一つが、ドイツのブルバッハ（Burbach）のダイナミット・ノーベル（Dynamit Nobel）社に存在する。しかし、それに用いられる製造技術は大きな問題があり、したがって、複雑で高価である。更に、極めて小規模な生産ロットに対してのみ使用可能であることを考慮に入れなければならない。

その上、この様な方法で加工できる材料の数は限られている。そのようなわけで、例えば特定の耐摩耗性鋼材は、それらがその高い炭素含有量のために溶接不可能かまたは溶接困難な場合には、内層として使用できない。

機械的結合を持った多層パイプの場合には、原材半仕上げ品として多数の、好ましくは、二つのパイプ完成品が使用される。この方法を下記に二種のパイプを例に説明する（多数層の場合には、その実施はそれ相応に理解するものとする）。

二本のパイプを複合すべき材料からぴったり合うように製造し、摩擦することなしにさし通す。この際、外側のパイプは内側のパイプより高い降伏点を持つ必要がある。拡大により（例えば拡大金型を用いることにより、或いは、流体圧力による機械的な拡大で、この際内側にあるパイプを外側パイプを挟んだ金型に圧し込むことにより）内側パイプを、外側パイプの弾性的拡大下において、外側パイプに嵌合する。拡大力が除去されると、外側パイプはそのより高い弾性反発力のために、内側パイプ周囲に固く嵌る。最後に両方の材料を前面で溶接する。

従来技術によるこの方法の欠点は、上記の外側パイプが内側パイプよりも高い降伏点を持たなくてはならないことである。何故ならば、そうでないと内側パイプとの固く締め付けられるように作用し、それに必要な、外側パイプの弾性反発力が欠けるからであせる。このことは特に、高張力材料、例えば特に高張力鋼材など、好ましくはパイプの内部の耐摩耗性パイプラインにとって特に有利である高張力材料は、高いかまたは著しく高い降伏点を有し、したがってこの製造方法には適切でないという理由で不利である。

特開昭６０−１１１７９１号公報

したがって、本発明の目的は、上記最新技術に基づいて、多層パイプとその製造方法を提供することにある。すなわち、一方においては、上記問題点を回避して、圧延結合や爆発圧着された半仕上げ品を必要としなく、他方においては、互いに摩擦状態で係合した多数層の機械的結合の上記最新技術による多層パイプ製造に伴う制約を受けない多層パイプとその製造方法を提供することにある。

上記目的は、本発明によると、まずは、多層パイプの次の製造方法によって達成される。すなわち、
組み合わせて多層パイプになる各材料層が互いに重ね合わせられ、外側パイプとなる材料層はベースプレートを構成し、二つの縦方向の縁部に略沿って、或いは上記縁部に平行に略沿って、好ましくは溶接される停止縁部を有し、上側の材料層は、これら停止縁部間において、固定しない状態で配置され、且つ
このように構成された多層材料は、曲げローラを用いて多層パイプに成形され、内側パイプとなる材料層は停止縁部の間で締め付けられ、曲げローラ或いは引き続いて使用する曲げ機によるパイプ成形の最終段階で、内側パイプとなる材料層は、外側パイプとなる材料層に加圧嵌合される製造方法によって達成される。

また、上記目的は、内側に位置する材料層が外側の材料層と比較して高い降伏点または耐力を有し、隣接する層の金属学的な接続は全表面に渡って存在していないことを特徴とする本発明による多層パイプにより達成され、これらのパイプは本発明による上記問題を解決する方法によって製造される。
さらに、外側パイプに対する内側パイプの加圧力が、上記内側パイプの据え込み限界に到達するために上記内側パイプのアプセット率から得られる加圧力と少なくとも同じ程度に高くなるように、上記内側パイプとなる材料層が上記外側パイプとなる材料層に押し込まれていることを特徴とする本発明の内側パイプと外側パイプとを有する多重層としての二重層のパイプによって達成される。

好ましい実施形態は、従属請求項に見られる。

ここにおいて、圧延結合や爆発圧着された半仕上げ品の使用を回避できる。それは、曲げローラや通常最終形成に必要な曲げ機によるパイプ形成過程において、内側パイプとなる材料層を外側パイプとなる材料層内に加圧嵌合することによって行われる。その結果、多層パイプを拡大させることなく、従って既に述べた欠点を受けずに、内側パイプは摩擦状態で外側パイプ内に維持される。しかし、ここで指摘されるべきことは、或る場合には、例えば、パイプの端部成形機能を有する短小な曲げローラの場合には、曲げローラ単独で最終形成または成形が可能である。このような場合、曲げ機は本発明による方法には含まれない。

本文において、縁部または（好ましくは単なる想像上の）線に沿った結合と述べた場合、あらゆる種類の結合を意味する。すなわち、上記結合は、上記縁部または線の全体に沿って存在するか、或いは、上記縁部または線に沿って部分的のみに存在するか、或いは、（例えばスポット溶接のように）各点にのみに、例えば二点に、好ましくは上記縁部または線の両端部点に存在するか、または、上記縁部または線上の一点のみに存在する。

本発明による多層パイプの製造は、独創的な方法であることは別にして、曲げローラを用いたＥＰ１８２７７２７Ｂ９で特許された次の方法によっても成すことができる。すなわち、
組み合わされて多層パイプになる各材料層が互いに重ね合わせられ、
次に、材料層間に第１の結合が成され、
このように形成された多層材料は、曲げローラによってパイプに成形され、その際、上記ローラが上下から加圧する結果、一定の摩擦密着結合が材料層間に創生され、変形時には、まだ自由に相互移動可能な材料層の部分は、内側パイプと外側パイプとの異なる曲げ半径のために、成形の推移に応じて自由に移動し、
一定の成形が進行した後、材料層間において互いに結合することによって、少なくとももう一つの結合が、少なくとももう一つの位置において創生され、
次いで、この多層パイプは、曲げローラと曲げ機械の少なくとも一方によって、最終成形され、最終成形中は、材料層は最早これ以上相互に移動することはなく、その結果、内側パイプとなる材料層は外側パイプとなる材料層に加圧嵌合される。

これにより、材料層間の第１の結合は、上記配置された材料層の縦方向縁部または横方向縁部に沿って或いはそれと平行な線に略沿って、材料層を互いに結合することによって創生される。一定の成形が進行した後の上記材料層間の少なくとももう一つの結合は、上記材料層の第２の縦方向縁部または横方向縁部に略沿って或いはそれと平行な線に略沿って、生じ得る。

本発明による曲げローラを用いた多層パイプの製造方法のもう一つの好ましい一実施形態では、材料層間の第１の結合は、上側の材料層の縦（長手）方向の縁部または横方向の縁部に沿った互いの結合によって創生され、
一定の成形が進行すると、少なくとも更にもう一つの結合が、上側の材料層の第２の縦方向の縁部または横方向の縁部に沿って、材料層間で創生される。

材料層間での上記少なくとももう一つの結合は、５０％と１００％未満との間の進行後に、創生される。

本発明による多層パイプは、特に、本発明による外側パイプと内側パイプを有する多層パイプとしての二重層構造パイプは、本発明による曲げローラによって製造することができる。ここにおいて、上記少なくとももう一つの他の結合が生じた後、材料層間での成形が進行し、Ｆ_forと呼ばれるものは、百分率で示され、好ましくは略次のようになる。

ここで ＤＡ 外側パイプの外径（ｍｍ）、
ＳＡ 外側パイプの肉厚（ｍｍ）、
ＳＩ 内側パイプの肉厚（ｍｍ）、
σ_Ｉ 内側パイプの降伏点（Ｎ/ｍｍ²）、
Ｚ_ｓ アプセット余裕値（百分率）、
Ｅ 弾性係数（ヤング率、Ｎ/ｍｍ²）。

上式の表現は次の関係式に基づく。

外側パイプの中心線の長さは、ここではＬ_nfaと称して、次式で示される。

内側パイプの中心線の長さは、ここではＬ_nfiと称して、次式で示される。

パイプの成形度１００％におけるプレートの自由端部のずれは、ここではＬ_fvと称して、次のように表せる。

アプセットリミット（据え込み限界）へ到達するための内側パイプのアプセット率は、これをε_Stと称して、次式のようになる。

そしてアプセットリミットへ到達するためのアプセット長は、次式で示される。

成形の進行は、ここではＦ_forと称して、（０から１の値で示す）次式となるが、その間に材料層間で別の結合がなされる。

上式を百分率で表せば、次になる。

この関係式は、次を用いて解かれる。
ＤＡ 外側パイプの外径（ｍｍ）、
ＳＡ 外側パイプの肉厚（ｍｍ）、
ＳＩ 内側パイプの肉厚（ｍｍ）、
σ_Ｉ 内側パイプの降伏点（Ｎ/ｍｍ²）、
Ｚ_ｓ アプセット余裕値（百分率）、
Ｅ 弾性係数（ヤング率、Ｎ/ｍｍ²）。

初に既述した、ここではＦ_forと称する百分率表示の成形進行の式を得るが、もう一つの結合が材料層間でなされる。アプセットの余裕値（許容差）は、少なくとももう一つの材料層との結合における製造位置精度を考慮に入れるとともに、少なくとも、意図された外側パイプに対する内側パイプの加圧力が達成されるようにして、製造位置精度を補うものである。

いくつかの例は、百分率成形度に言及して、典型的な例以外に最小と最大の場合の例を示すものであるが、少なくとももう一つの材料層間において結合が行われる。

調査された数量は次のものである。

本発明による多層パイプを製造するもう一つの方法は、少なくとも一つの材料層は、上側に配置された１以上の構成要素から成ることを特徴とする。この際に上側の構成要素は、この構成要素の縦方向の縁部が下側の材料層の縦方向の縁部と略平行になるように配置され得る。しかし、そうでなくてもよい。すなわち、上側の構成要素は、その縦方向の縁部が下側の材料層のそれに対して直角に配置できる。

構成要素の縦方向縁部が、下側の材料層の縦方向縁部に対して、平行に好ましくは略平行になっている場合、材料層間の第一の結合は、上側の材料層の構成要素好ましくはプレートが、この構成要素の縦方向縁部を同時に構成する継手部に沿って上側に配置された後、上側の材料層の構成要素が下側の材料層好ましくは下側のプレートと結合することによって、創生される。

この方法は、特に、本発明による大径の多層パイプの製造、好ましくは６１０ｍｍ（２４“）以上の径を有するパイプの製造に適している。この場合、このような大径のパイプとして一体の内側層を製造するためには、入手可能な内側層材のストリップ、好ましくは鋼帯（鋼プレート）の幅は、しばしば不十分なものである。二枚のストリップでも不十分ならば、随意に、すなわち、三枚またはそれ以上の数の構造要素、好ましくはプレートを配置して、この方法は続行できる。

本発明による曲げローラを用いた多層パイプの製造方法では、好ましくは、多層パイプは、パイプの継ぎ目に沿って外側パイプを溶接し、且つ、内側パイプを肉盛溶接することによって閉塞されて、多層パイプ本体を製造する。

また、例えば、全面的に金属学的に結合していない材料層の間に湿気が侵入するのを防止するために、材料層をパイプ面上で結合することも可能である。

本発明によるパイプの製造方法の好適な適用は、特に、本発明自体の方法は、二重層構造のパイプの製造であるが、これに限定されない。一般的には、従来技術では非常に困難或いは全く不可能であった三層構造、四層構造やそれ以上の多層パイプも、本発明によって製造することができる。

本発明の別の特に好ましい実施形態では、プレート、好ましくは金属プレート、特に鋼プレートが、材料層または材料層の要素として使われる。

また、本発明によるパイプの上記製造方法では、好ましくは、材料層の結合の少なくとも一つは、溶接によって行われる。これは、特に、上述した金属プレート好ましくは鋼プレートに適している。

本発明の方法によると、例えば超高張力鋼といった溶接不可能か非常に溶接困難な材料を、各内部層として使用できる。本発明の原理は維持される。内側パイプとなる材料層は、曲げローラでパイプ成形される際に、外側パイプとなる材料層に加圧嵌合され、したがって、外側パイプの内側に摩擦状態で維持される。

好ましくは、頂部に配置される材料層の縁部と停止縁部との間に間隙を残し、上記間隙はパイプ成形の工程中に閉塞される。

パイプ本体の形成後、内側パイプとなる材料層は、力の作用により、外側パイプとなる材料層に移動する。その結果、プラグイン式スリーブが形成されて、両パイプは互いに差し込まれた状態にすることができ、したがって、現場でのパイプの組み立て作業が著しく簡略化される。

また、本発明による方法の実施形態におけるパイプ本体の完成について、外側パイプの溶接は、好ましくは、パイプの継ぎ目に沿って行う。

本発明の多層パイプ、特に本発明の方法によって得られる多層パイプは、特に、内側に位置する材料層が、外側の上記材料層と比較して、高い降伏点または耐力を有するように（下記参照）、形成されることができる。この際、少なくとも一つの材料層は、好ましくは金属プレート、より好ましくは鋼プレートから成る。

本発明による多層パイプの特に好ましい実施形態は、多層パイプが、二つの鋼プレート材料層である二重層のパイプとして形成されており、内側パイプとなる鋼プレートは、高炭素含有量ないし超高炭素含有量を有し、したがって、必ずしも溶接可能ではないことを特徴とする。

本発明による方法で得られた多層パイプは、従来技術のものとは様々な点で相違している。しかし、これらの相違点は、相応に識別され得るが、本発明の一つの多層パイプで全て同時に明らかにする必要はない。むしろ、これらの相違点は、様々な異なる組み合わせにおいて生じ得るが、必ずしもそうする必要はない。

こうして、本発明によると、一方では、（既に冒頭に述べたように、長い納期、限定された利用性、高い価格というディメリットがある）被覆処理プレートを使う必要がなく、にも拘わらず、他方では、多層パイプ、特に鋼プレート材料層から成る二重層のパイプであって、内側パイプ材は高い降伏点を有し、同時に外側パイプ材は低い降伏点を持つ二重層パイプを製造できる。これには、高い耐摩耗性は通常高い硬度すなわち高い降伏点を伴うので、出来る限り高い耐摩耗性の内側パイプを有する多層パイプを利用することが必要となる。この多層パイプは、外側パイプよりも高い降伏点の材料から作られた内側パイプを有し、表面全体にわたって隣接する層間の金属結合がないものであるが、従来技術では製造不可能である。そのようなものは現在まで存在しない。しかし、このような多層パイプは本発明によれば可能となる。ここで指摘すべきことは、例えば単に増大した塑性変形の場合の如く、降伏点が明白でない場合には、力の或る作用の下での永久的な塑性膨張の応力量として、降伏点の代わりに耐力が代用される。

上述したこととは無関係に、本発明による製造方法は、更に、多層パイプに対する非常に多数の材料の組み合わせを可能とする。例えば、従来技術では、或る耐摩耗性鋼材は、内側層として使用することができない。その理由は、これらの耐摩耗性鋼材が、高耐摩耗性と通常一致する高降伏点のために、パイプ成形プロセスにおける単独での（例えば単層パイプとしての）使用に適していないからである。また、それだけではなく、内側パイプ形成には溶接する必要があるが、耐摩耗性鋼材は、高い炭素含有量のため、溶接は非常に或いは全く不適当であり、必ずしも溶接できるとは限らないからである（上記参照）。したがって、今日まで、これに対応するパイプは存在しない。本発明による方法は、好ましい実施形態では、製造プロセス中に内側パイプを外側パイプへ加圧嵌合することを利用して、多層パイプの製造を可能としているが、上記多層パイプは、内側パイプとして、溶接不可の材料または必ずしも溶接できない材料、例えば高炭素含有量、好ましくは超高炭素含有量の鋼材を使用する。したがって、例えば、パイプ内層として所望の特性を持つ最新型プラスティックのような、全く溶接不可能な材料を使用することが、仮にも可能となる。そのような内層のパイプは、同じく今日まで存在しない。

同様に、これとは無関係に、本発明による方法を用いることによって、（表面全体にわたって金属学的に結合される）高価で入手し難い被覆処理プレートを使用することなく、従来技術では不可能であった殆どあらゆる大口径の多層パイプを製造することができる。上記不可能な理由は、製作する多層パイプを包囲する液圧拡大力が作用する場合、必要な拡大が、使用する拡大金型の寸法によって、或いは均一成形に必要な金型によって、制約されるからである。これに比べて、本発明の曲げローラ方法は、このような予め設定された制約を受けない。何故なら、曲げローラは、常にローラの曲率半径の一箇所のみに作用して、本発明の多層パイプの直径を限定しないからである。したがって、特に、被覆処理されたプレートでない多層パイプであって、約６１０ｍｍ（２４インチ）径という現在の技術の限界を超える、好ましくは遙かに超える多層パイプを製造することが可能である。

本発明では、一部分内層を有する多層パイプの製造が可能である。すなわち、内側パイプは、例えばパイプ底部で溝が挿入された形態で、断面積が円弧を形成する。これは今日まで従来技術では不可能であった。

これに関連して記述しておくべきことは、本発明の方法によると、勿論、極少量のパイプ、特に個別のパイプでも経済的に製造できるが、従来技術では、一方では、複雑な被覆処理や必要最小の製造ロット数によって、他方では、拡大に必要な特設された工具や装置によって、妨げられることである。

以下、図に基づいて本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されない。
組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図である。 組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図であって、上に配置された材料層の縦方向縁部の一つに平行な（想像）線に略沿って材料層間で第１の結合、好ましくは溶接をする。 組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図であって、上記材料層の一つは、パイプ縦方向に配置された二つの要素好ましくはプレートを備える。 組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層のもう一つの斜視図であって、材料層の一つは、すなわち上に配置された材料層は、パイプ円周方向に配置された複数の要素から、好ましくはプレートから、構成されている。 組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図であって、材料層の一つは、一つ以上すなわちここでは上側に配置された二つの要素から、好ましくはプレートから成り、且つ、材料層の下側の要素が接合位置に沿って配置された後、上に配置された材料層の要素の縦方向縁部を同時に形成するが、第１の結合は、材料層の下の要素を結合好ましくは溶接することによって創生される。 本発明の製造プロセス中の本発明による多層パイプを正面から見た斜視図であって、上記製造プロセス中、すなわち、上記プロセスのステップでは、形成される多層材料は、曲げローラ（ここでは図示せず）によって、パイプに成形され、その際、上記ローラによって上下から加圧する結果、一定摩擦による密着接合が材料層間に形成され、また、変形時には、材料層の一部は、相互に自由に移動でき、内側パイプと外側パイプの異なった曲率半径のため、成形の進行にしたがって、相互に自由に移動する。 本発明の製造プロセス中の本発明による多層パイプを正面から見た斜視図であって、上記製造プロセス中、すなわち、上記プロセスのステップでは、一定の成形が進行した後、材料層間の少なくとももう一つの結合が、少なくとももう一つの位置における頂部に位置する材料層を接合することによって、創生される。 内側層と外側層を有する本発明による完成多層パイプの斜視断面図である。 溶接線領域の詳細図を含む内側層と外側層を有する多層パイプの斜視断面図である。 平坦で未加工の状態における、停止縁部付きの後工程で外側パイプを形成するベースプレートと、後工程で内側パイプを形成する内側プレートとの斜視図である。 本発明による多層パイプの斜視断面図であって、上記多層パイプは、停止縁部を有する外側パイプのベースプレートと、対応する成形が進行した後に停止縁部間で締め付けられる内側パイプを形成する内側プレートとを有する。

図１は、組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層１，２の斜視図である。

図２は、組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図であって、上に配置された材料層の縦方向縁部４の一つに平行な（想像）線に略沿って材料層間１，２で第１の結合３ａ，３ｂ、好ましくは溶接（すなわち二箇所３ａ，３ｂ）をする。

図３は、組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層１ａ，１ｂ，２の斜視図であって、上記材料層の一つは、すなわちここでは材料層２は、パイプ縦方向に配置された二つの要素１ａ，１ｂ好ましくはプレートを備える。

図３Ａは、組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層１ａ，１ｂ，... ，１ｎ，２のもう一つの斜視図である。材料層の一つは、すなわち上に配置された材料層は、パイプ円周方向に配置された複数の要素、すなわち、ここではｎと称する有限数の要素から、好ましくはプレートから、構成されている。上に配置されたｎ個の要素１ａ，１ｂ，...，１ｎの数が任意であることは、図において、点線１１によって示されている。

上に配置された要素１ａ，１ｂ， ... ，１ｎは、その縦方向縁部４が、その下に位置する材料層２の縦方向縁部に対して横切るように配置され、一方、横方向縁部４ａがその下に位置する材料層２の縦方向縁部に対して平行となるように配置されている。また、この配置において形成される、材料層２上に配置された要素１ａ，１ｂ， ... ，１ｎには各第一の結合部３ａ1，３ａ2，３ｂ1，３ｂ2，３ｎ1，３ｎ2が示されている。

図４は、組み合わせて多層パイプになる重なり合った二つの材料層の斜視図であって、材料層の一つは、一つ以上すなわちここでは上側に配置された二つの要素１ａ，１ｂ、好ましくはプレートから成り、且つ、材料層の下側の要素が接合位置に沿って配置された後、上に配置された材料層の要素の縦方向縁部を同時に形成するが、第１の結合３は、材料層の下の要素１ａ，１ｂを結合好ましくは溶接することによってなされる。ここにおいて、結合部３は、閉結合好ましくは溶接によって、接合箇所とそして同時に縦方向縁部に沿って、接合箇所とそして同時に縦方向縁部の全長にわたって形成されている。

図５は、本発明の製造プロセス中の本発明による多層パイプ５を正面から見た斜視図であるが、製造プロセス中、すなわち、上記プロセスのステップでは、形成される多層材料は、曲げローラ（ここでは図示せず）によって、パイプ５に成形され、その際、上記ローラによって上下から加圧する結果、一定摩擦による密着接合が材料層１，２の間に形成され、また、変形時には、材料層の一部（２ａに対して１ｃおよび２ｂに対して１ｄ）とは、相互に自由に移動でき、内側パイプ１と外側パイプ２の異なった曲率半径のため、成形の進行にしたがって、相互に自由に移動する。両方の材料層１、２間の第一の結合部３ａ，３ｂは、二点３ａ，３ｂにおいて既に形成されている。上記二点３ａ，３ｂは、端部点に成形する内側パイプ２の縦方向縁部と平行な（想像）線上に位置している。しかし、材料層１，２のこれら第一の結合部３ａ，３ｂの範囲では、第一の結合部３ａ，３ｂのために、材料層１，２は、もはや向かい合って相互に移動することなく、互いに固定され、保持される。

図６は、本発明の製造プロセス中の本発明による多層パイプ５を正面から見た斜視図であるが、製造プロセス中、すなわち、上記プロセスのステップでは、一定の成形が進行した後、材料層１，２の間の少なくとももう一つの結合（ここでは、二つの結合６ａ，６ｂ）が、少なくとももう一つの位置（ここでは、二つの位置）における頂部に位置する材料層１を接合することによって、創生される。これに続いて、多層パイプ５は、曲げローラや曲げ機によって最終成形される（図示せず）。最終成形段階では、材料層は、結合部分６ａと６ｂによって、互いに最早これ以上移動することはない。その結果、それぞれの内側パイプとなる材料層１，１ｃ，１ｄは、外側パイプとなる材料層２，２ａ，２ｂに加圧嵌合される。

図７は、内側層（内側パイプ、内側パイプライン、内側プレートなどとも言う）１と外側層（外側パイプ、外側パイプライン、ベースプレートなどとも言う）２を有する本発明による完成多層パイプの斜視断面図である。この場合、多層パイプは、パイプの継ぎ目８に沿って外側パイプを溶接し、内側パイプ１を肉盛溶接９することによって、閉じられている。

図８は、図７の二つの溶接線７，９の領域の詳細図を含む内側層１と外側層２を有する多層パイプの斜視断面図である。

図９は、平坦で未加工の状態における、停止縁部１０ａ，１０ｂ付きの後工程で外側パイプを形成するベースプレート２と、後工程で内側パイプを形成する内側プレート１との斜視図である。このように形成された多層材料は、曲げローラによって本発明の多層パイプに成形されるが、この場合、内側パイプとなる材料層１は、停止縁部１０ａ，１０ｂ間で締め付けられ、その結果、外側パイプとなる材料層２に嵌合される。ここにおいて、上側の材料層の縁部と停止縁部１０ａ，１０ｂ間に間隙が残されているのがわかるが、上記間隙はパイプ成形プロセスの進行に伴って閉じる。

図１０は、本発明による多層パイプ５の断面図であって、上記多層パイプ２は、停止縁部１０ａ，１０ｂを有する外側パイプのベースプレートと、対応する成形が進行した後に停止縁部１０ａ，１０ｂ間で締め付けられる内側パイプを形成する内側プレートとを有する。上側の材料層の縁部と停止縁部１０ａ，１０ｂとの間の間隙は、この前に既に閉じられている。

１ 内側パイプ、多層パイプ、材料層
２ 外側パイプ、多層パイプ、材料層
５ 多層パイプ
８ 継ぎ目
１０ａ 停止縁部
１０ｂ 停止縁部

Claims (10)

1. 曲げローラを用いた多層パイプ（５）の製造方法において、
   組み合わせて多層パイプ（５）になる各材料層（１，２）は、互いに重ね合わせられ、外側パイプとなる材料層（２）は、ベースプレートを構成し、二つの縦方向縁部に略沿って或いは上記縁部に平行に略沿って、停止縁部（１０ａ，１０ｂ）を有し、上記上側の材料層（１）は、これら停止縁部（１０ａ，１０ｂ）間において、固定しない状態で配置され、
   このように構成された上記多層材料は、曲げローラを用いて多層パイプ（５）に成形され、内側パイプとなる材料層（１）は停止縁部（１０ａ，１０ｂ）の間で締め付けられ、曲げローラ或いは引き続いて使用する曲げ機によるパイプ成形の最終段階で、内側パイプとなる材料層（１）は、外側パイプとなる材料層（２）に加圧嵌合されることを特徴とする製造方法。
2. 請求項１に記載の曲げローラを用いた多層パイプ（５）の製造方法において、
   内側パイプとなる材料層（１）は、完成した多層パイプ（５）では、その断面が円弧を構成することを特徴とする製造方法。
3. 請求項１または２に記載の曲げローラを用いた多層パイプ（５）の製造方法において、
   組み合わせて上記多層パイプ（５）になる個々の材料層（１，２）は、互いに重ね合わせられ、材料層（１）の縁部と停止縁部の間には間隙が残され、上記間隙はパイプ成形過程中においてのみ閉塞されることを特徴とする製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の曲げローラを用いた多層パイプ（５）の製造方法において、
   パイプ本体を形成した後に、上記内側パイプとなる上記材料層（１）は、力の作用によって、上記外側パイプとなる上記材料層（２）の内側で移動でき、その結果プラグイン式スリーブが形成されて上記多層パイプ（５）は互いに差し込まれた状態となることを特徴とする製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の曲げローラを用いた多層パイプ（５）の製造方法において、
   上記多層パイプ（５）は、パイプの継ぎ目（８）に沿って上記外側パイプ（２）を溶接（７）することによって、閉塞されることを特徴とする製造方法。
6. 内側に位置する材料層（１）が外側の材料層（２）と比較して高い降伏点または耐力を有し、隣接する層の金属学的な接続は全表面に渡って存在しておらず、
   パイプの継ぎ目（８）に沿って上記外側の材料層（２）を溶接（７）することによって閉じられていることを特徴とする多層パイプ（５）。
7. 請求項６に記載の多層パイプ（５）において、
   上記材料層（１，２）の少なくとも一つは、金属プレートから成ることを特徴とする多層パイプ（５）。
8. 請求項７に記載の多層パイプ（５）において、
   上記材料層（１，２）の少なくとも一つは、鋼プレートから成ることを特徴とする多層パイプ（５）。
9. 請求項８に記載の多層パイプ（５）において、
   上記多層パイプは、二つの鋼プレート材料層（１，２）である二重層のパイプ（５）として形成されており、内側パイプとなる鋼プレート層（１）は、高炭素含有量ないし超高炭素含有量を有することを特徴とする多層パイプ（５）。
10. 外側パイプ（２）に対する内側パイプ（１）の加圧力が、上記内側パイプ（１）の据え込み限界に到達するために必要な上記内側パイプ（１）のアプセット率から得られる加圧力と少なくとも同じ程度に高くなるように、上記内側パイプ（１）となる材料層が上記外側パイプ（２）となる材料層に押し込まれていることを特徴とする上記内側パイプ（１）と上記外側パイプ（２）とを有する多重層パイプとしての二重層のパイプ（５）。

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