JP5482879B1 - 加工性に優れた鍛接鋼管の製造方法および鍛接鋼管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スリットした鋼帯を加熱炉で加熱し、その後、誘導加熱装置で加熱し、更に鋼帯幅端部を圧接して鍛接する直前に、酸素と空気を混合してなる鋼帯端部近傍での酸素濃度22〜30%の混合気体を鋼帯端部に吹き付けて、その後、鋼帯幅端部を突き合わせて接合部肉厚方向長さ12が管肉厚13以上となる鍛接を施す。
【選択図】図3
Description
鍛接鋼管の製造工程は、スリットした熱延鋼帯を加熱炉にて加熱し、成形鍛接機にて筒状に成形して、鋼帯端部にノズルから酸素ガス又は空気に酸素を混合させたガスを吹き付けて鋼帯端部をその酸化熱により融点未満の温度まで昇温させ、圧接して拡散接合(鍛接)し、場合によっては絞り圧延を行って、鋼管に仕上げている。
(I)鍛接鋼管の製造方法であって、スリットした鋼帯を加熱炉で加熱し、その後、誘導加熱装置で鋼帯幅端部両側とも、該誘導加熱装置による誘導加熱装置高温加熱幅が、両幅端部それぞれにおいて、10mm以上50mm以下の長さとなるようにして、鋼帯幅端部を1360℃以上1450℃以下に加熱し、更に鋼帯幅端部を圧接して鍛接する直前に、酸素と空気を混合してなる鋼帯端部近傍での酸素濃度が22〜30%の混合気体を鋼帯端部に吹き付けて、その後、鋼帯幅端部を突き合わせて接合部肉厚方向長さが管肉厚以上となる鍛接を施すことを特徴とする、フレア加工後の接合部の周辺の溝深さが0.1mm以下である加工性に優れた鍛接鋼管の製造方法。
ここで、誘導加熱装置高温加熱幅とは、鋼帯幅端部から、鋼帯幅中央の表面温度よりも50℃以上高い表面温度になっている部分の長さのことを表す。
(II)前記(I)に記載の製造方法により製造された、フレア加工後の接合部の周辺の溝深さが0.1mm以下である加工性に優れた鍛接鋼管。
尚、以下の(1)〜(5)は参考発明である。
(1)鍛接鋼管の製造方法であって、スリットした鋼帯を加熱炉で加熱し、その後、誘導加熱装置で鋼帯幅端部両側ともに加熱し、更に鋼帯幅端部を圧接して鍛接する直前に、酸素と空気を混合してなる鋼帯端部近傍での酸素濃度が22〜30%の混合気体を鋼帯端部に吹き付けて、その後、鋼帯幅端部を突き合わせて接合部肉厚方向長さが管肉厚以上となる鍛接を施すことを特徴とする加工性に優れた鍛接鋼管の製造方法。
(2)前記誘導加熱装置による加熱幅を、鋼帯片側当たりの幅端部から鋼帯幅の1/4以下にかけての範囲とすることを特徴とする(1)に記載の加工性に優れた鍛接鋼管の製造方法。
ここで、誘導加熱装置加熱幅とは、鋼帯幅端部から、鋼帯幅中央の表面温度よりも12℃以上高い表面温度になっている部分の長さのことを表す。
ここで、誘導加熱装置加熱幅とは、鋼帯幅端部から、鋼帯幅中央の表面温度よりも12℃以上高い表面温度になっている部分の長さのことを表す。
そこで、本発明者らはこの内面側の溝を低減する検討を行った。図2に示すとおり、従来は鍛接鋼管9の内面に生じる溝10が深くて、接合部11の肉厚方向長さ12が管肉厚13に対して短い。一方、フレア加工において、フレア部分には円周方向に過大な張力が加わる。この張力は鋼管の肉厚が薄い部分に集中し易い為、従来の鍛接鋼管では、肉厚方向長さ12の短い接合部に張力が集中して、その結果として、接合部の溝(内面側に生じる溝)10及び溝(外面側に生じる溝)14が幅及び深さとも拡大して深い溝となり、継手接触部分の平面度合いを阻害していたわけである。又、過大な張力が接合部に集中しすぎると、接合部11が割れ易くなるわけである。フレア加工による接続は、鋼管端部が鍔状に拡管され形成されたフレア部分で接続されるため、拡げられた鋼管の内面同士がパッキン等を介して接触する構造となる。その結果、そこの気密性が必要になる。この接触部分の平面状態が損われたり、割れたりすると配管後にここを通してガスなどが漏れるので好ましくない。
(a)管の捩れ等が発生した場合、混合気体の吹き付け位置と方向が鋼帯幅端部の位置変化に追従できない場合に接合部管周方向左右の管厚が異なる。これを解決する為に幅広く吹き付ける方法が考えられるが、吹き付け量が多くなり効率が悪い。また、過加熱となって鋼帯端部が溶け落ちて、鍛接(融点未満の圧接)ではなくなり、溶鋼ビードが発生して製品とならない。
(b)また、混合気体の吹き付け位置と方向が鋼帯幅端部の位置変化に追従できない場合に、混合気体が吹き付けられた部分のみが増肉し、吹き付けられる部分と吹き付けられない部分の増肉量の差が顕著になる。その増肉部分がフレア加工した際に加工面に残って平滑度(平面度合い)を阻害する。
上述したように、鍛接後のフレア加工において平坦度(継手接触部分の平面度合い)を向上するため、接合部肉厚方向長さが管肉厚以上となる円周方向領域を広い範囲にわたって形成するために誘導加熱による加熱幅を制御することが重要であるが、上記のように、鋼帯中央に対して若干温度の高い領域を幅広く形成する方法に対して、接合部(鋼帯幅端部)近傍に範囲は狭くとも、より変形しやすい高い温度の領域を形成して鍛接することでも同様の効果が期待できるとして、さらに、検討を行った。その結果、誘導加熱装置によって、より高温に加熱する部分を制御することでさらに良好なフレア加工性を得られることがわかった。つまり、鋼帯幅端部から、鋼帯幅中央の表面温度よりも50℃以上高い表面温度になっている部分の長さを「誘導加熱装置による高温加熱幅」(「誘導加熱装置高温加熱幅」とも表す)としたとき、両幅端部それぞれにおいて、誘導加熱装置による高温加熱幅が10mm以上50mm以下になるようにすることで、フレア加工性がさらに良好な鍛接鋼管を製造できることが分かった。
これに対して、本発明の範囲外のものは、フレア加工による割れが発生したり、フレア加工後の接合部周辺の溝深さが0.4mmを超える等して不合格であった。
これに対して、本発明の範囲外のものは、フレア加工による割れが発生したり、フレア加工後の接合部周辺の溝深さが0.4mmを超えるなどして不合格であった。
2 鋼帯
3 ルーパー
4 エッジ成形機
5 加熱炉
6 誘導加熱装置
7 成形鍛接機
8 ノズル
9 鍛接鋼管
10 内面側に生じる溝の深さ
11 接合部
12 接合部の肉厚方向長さ
13 管肉厚
14 外面側に生じる溝の深さ
15 ビード部最大肉厚
Claims (2)
- 鍛接鋼管の製造方法であって、スリットした鋼帯を加熱炉で加熱し、その後、誘導加熱装置で鋼帯幅端部両側とも、該誘導加熱装置による誘導加熱装置高温加熱幅が、両幅端部それぞれにおいて、10mm以上50mm以下の長さとなるようにして、鋼帯幅端部を1360℃以上1450℃以下に加熱し、更に鋼帯幅端部を圧接して鍛接する直前に、酸素と空気を混合してなる鋼帯端部近傍での酸素濃度が22〜30%の混合気体を鋼帯端部に吹き付けて、その後、鋼帯幅端部を突き合わせて接合部肉厚方向長さが管肉厚以上となる鍛接を施すことを特徴とする、フレア加工後の接合部の周辺の溝深さが0.1mm以下である加工性に優れた鍛接鋼管の製造方法。
ここで、誘導加熱装置高温加熱幅とは、鋼帯幅端部から、鋼帯幅中央の表面温度よりも50℃以上高い表面温度になっている部分の長さのことを表す。 - 請求項1に記載の製造方法により製造された、フレア加工後の接合部の周辺の溝深さが0.1mm以下である加工性に優れた鍛接鋼管。
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