JP6090251B2 - Steel pipe end inner surface cutting device - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管特にラインパイプ用鋼管の管端部を内面切削加工するための鋼管端部内面切削装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel pipe end inner surface cutting device for internally cutting a pipe end of a steel pipe, particularly a line pipe steel pipe.
ラインパイプ用鋼管は、長さを延長する際、管端部を溶接接合するが、接合部及びその周辺部に段付きがあると疲労亀裂の起点となり易い。そこで、接合部及びその周辺部の段付きを避けるために、高い真円度(すなわち、一つの鋼管端部で計測した鋼管内半径の公称径からのバラツキ量が、例えば±0.1mm以内である事)が要求される。 When the length of the steel pipe for line pipe is extended, the end of the pipe is welded and joined, but if there is a step at the joined part and its peripheral part, it tends to be a starting point for fatigue cracks. Therefore, in order to avoid stepping of the joint and its peripheral part, high roundness (that is, the variation from the nominal diameter of the steel pipe radius measured at one steel pipe end is within ± 0.1 mm, for example) Is required).
鋼管等の内面手入れ工程においては、管全長に亘って管内面を真円形状に切削加工する装置(例えば特許文献1参照)が広く使われている。 In an inner surface care process of a steel pipe or the like, an apparatus (for example, see Patent Document 1) that cuts the inner surface of the pipe into a perfect circle over the entire length of the pipe is widely used.
一方、ロール整形により鋼管端部を拡管変形させて真円化・同径化する技術も知られている(非特許文献1参照) On the other hand, a technique for expanding and deforming the end of a steel pipe by roll shaping to make it round and have the same diameter is also known (see Non-Patent Document 1).
しかし、上記従来の技術においては、以下の問題点がある。すなわち、管全長に亘って管内面を真円形状に切削加工する装置は、管端部(管端からの管軸方向長さが25〜100mmである管体部分)のみ高い真円度を要求するラインパイプ用鋼管を加工対象にすると非効率であり、且つ歩留悪化の要因にもなる。 However, the conventional technique has the following problems. In other words, an apparatus that cuts the inner surface of a pipe into a perfect circle over the entire length of the pipe requires high roundness only at the pipe end (the pipe body length from the pipe end in the tube axis direction is 25 to 100 mm). If the steel pipe for a line pipe to be processed is processed, it is inefficient and also causes a deterioration in yield.
また、ロール整形により鋼管端部を拡管変形させて真円化・同径化する技術では、拡管変形させた部分と残部との境界に段付きが生じ易い。又、内面側の整形ロールと外面側のケーシングとで挟圧された管端部の端面形状が外側に張り出した曲面形状となり易く、ロール整形後に端面を平坦化する工程の追加を余儀なくされる場合がある。 Further, in the technique of expanding and deforming a steel pipe end by roll shaping to make a round shape and the same diameter, a step is likely to occur at the boundary between the expanded portion and the remaining portion. Also, when the end face shape of the tube end sandwiched between the shaping roll on the inner surface side and the casing on the outer face side tends to be a curved shape protruding outward, and it is necessary to add a process of flattening the end face after roll shaping There is.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、鋼管特にラインパイプ用鋼管の管端部のみを、段付きを生成させずに、真円形状に内面切削加工できる鋼管端部内面切削装置を提供することを課題とした。 The present invention provides a steel pipe end inner surface cutting device capable of cutting a pipe into a perfect circle without generating a step on only the pipe end of a steel pipe, particularly a steel pipe for a line pipe, in view of the above-mentioned problems of the prior art. The task was to do.
本発明者は前記課題を解決するために鋭意検討し、その結果、以下の要旨構成になる本発明を成すに至った。
(1) 内面切削バイトと、該内面切削バイトを支持して油圧機構で鋼管内面に押し付けるカートリッジと、該カートリッジを支持して前記油圧機構へ圧油を供給し且つ管軸周りに回転しながら管軸方向に移動して前記内面切削バイトを管端から被切削部終点まで送る切削ヘッドとを有する鋼管端部内面切削装置であって、前記カートリッジの外周部に倣いローラを配設し、該倣いローラをリング内面に倣わせるリングである倣わせリングを管軸と同軸に管端と向かい合わせて配置してなり、前記倣わせリングのリング内面形状は、径方向断面内では真円形状、軸方向断面内では遠管端側の定径部に近管端側のテーパ状縮径部が連なった形状としたことを特徴とする鋼管端部内面切削装置。
(2) 前記鋼管がラインパイプ用鋼管である前記(1)に記載の鋼管端部内面切削装置。
The inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, has come to achieve the present invention having the following gist configuration.
(1) An internal cutting tool, a cartridge that supports the internal cutting tool and presses it against the inner surface of the steel pipe with a hydraulic mechanism, and supports the cartridge to supply pressure oil to the hydraulic mechanism and rotate around the pipe axis A steel pipe end inner surface cutting apparatus having a cutting head that moves in the axial direction and feeds the inner surface cutting bite from the pipe end to the end of the portion to be cut, wherein a copying roller is disposed on the outer peripheral portion of the cartridge, A tracing ring, which is a ring that causes the roller to follow the inner surface of the ring, is arranged so as to face the tube end coaxially with the tube axis, and the inner surface shape of the following ring is a perfect circle shape in the radial section, A steel pipe end inner surface cutting device characterized in that a tapered diameter-reduced portion on the near tube end side is connected to a constant diameter portion on the far tube end side in the axial cross section.
(2) The steel pipe end inner surface cutting device according to (1), wherein the steel pipe is a steel pipe for line pipe.
本発明によれば、内面切削加工の間、カートリッジ外周部の倣いローラが倣わせリングのリング内面を転動面として転動し、その結果、内面切削バイトによる内面切削仕上がり面形状がリング内面形状と対応して径方向断面内では真円形状、軸方向断面内では管端から定径部にテーパ状縮径部が連なる形状となる。よって、本発明によれば、鋼管の管端部のみを、段付きを生成させずに、真円形状に内面切削加工することができる。 According to the present invention, during the inner surface cutting process, the copying roller on the outer periphery of the cartridge rolls with the ring inner surface of the ring as the rolling surface, and as a result, the inner surface finished surface shape by the inner surface cutting tool becomes the ring inner surface shape. Correspondingly, a perfect circle shape is formed in the radial cross section, and a tapered reduced diameter portion is connected from the tube end to the constant diameter portion in the axial cross section. Therefore, according to the present invention, only the pipe end portion of the steel pipe can be internally cut into a perfect circle without generating a step.
以下、本発明を実施するための形態について、図1、図2を参照して説明する。図1は切削初期、図2は切削終期の本発明に係る鋼管端部内面切削装置の管軸方向断面図を示している。図1、図2に示すとおり、本発明に係る鋼管端部内面切削装置(以下、本発明装置とも云う)は、鋼管1を内面切削する刃物である内面切削バイト2と、該内面切削バイト2を支持して、内蔵した油圧機構5で鋼管内面に押し付けるカートリッジ3と、該カートリッジ3を支持して前記油圧機構5へ圧油供給路6経由で圧油(油圧機構の作動油)を供給し且つ管軸周りに回転しながら管軸方向に移動して前記内面切削バイト2を管端から被切削部終点まで送る切削ヘッド4とを有することを前提とする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a sectional view in the tube axis direction of a steel pipe end inner surface cutting device according to the present invention at the beginning of cutting and FIG. 2 at the end of cutting. As shown in FIGS. 1 and 2, a steel pipe end inner surface cutting device (hereinafter also referred to as the present device) according to the present invention includes an inner
内面切削バイト2は円周方向に2〜4個を等間隔に配置するのが好適である。尚、油圧機構5の軸穴は軸封ロッド9で片側封鎖し、軸封ロッド9への圧油による押し力にはダンパ10で対抗させている。
It is preferable to arrange 2 to 4
そして、本発明装置は、前記前提下で、前記カートリッジ3の外周部に倣いローラ7を配設し、該倣いローラ7をリング内面に倣わせるリングである倣わせリング8を管軸と同軸に管端と向かい合わせて配置してなる。倣いローラ7は円周方向に2〜6個を等間隔に配置するのが好適である。倣いローラ7の回転軸は管軸に平行とし、図示しない軸受を介してカートリッジ3で支持してある。又、切削ヘッド4の回転に支障がないよう、切削ヘッド4が具備した圧油供給路6は、ロータリージョイント11を介して外部の圧油供給配管12と接続してある。
Under the above premise, the apparatus according to the present invention is provided with a
更に、前記倣わせリング8は、リング内面形状が径方向断面内では真円形状、軸方向断面内では遠管端側の定径部8aに近管端側のテーパ状縮径部8bが連なった形状であるものとした。
Further, the
尚、倣わせリング8のリング内面において、定径部8aの直径は「管内径+切削深さ×2」以上、「管外径−管肉厚」以下が好適であり、定径部8aの長さ(「長さ」とは管軸方向長さの意、以下同じ)は「被切削部(管端部)長さ×(0.3〜0.7)」が好適であり、一方、テーパ状縮径部8bの勾配(=半径減分/長さ増分)は、0.2〜0.5が好適である。
Note that the diameter of the
油圧機構5がカートリッジ3に及ぼす拡径方向の圧油力は倣いロール7を介して倣わせリング8からの反力と釣り合う。前記拡径方向の圧油力は内面切削バイト2が鋼管1の被切削面から受ける反力に比べて十分大きくしてあり、切削加工中に倣いローラ7が倣わせリング8のリング内面から離れることは無い。
The hydraulic pressure force in the diameter increasing direction exerted on the
切削初期では図1に示すとおり、切削ヘッド4の回転及び送りに追従して、倣いローラ7がリング内面の定径部8aに倣って転動しつつ管端に向かって移動し、引続き、テーパ状縮径部8bに倣うようになる。すると、倣いローラ7を介してテーパ状縮径部8bから受ける反力によりカートリッジ3が徐々に縮径していき、これに伴い内面切削バイト2が管軸からの距離を徐々に減じていく。従って、切削終期では図2に示すとおり、内面切削バイト2による切削後の管内面形状は、倣わせリング8のリング内面形状と相似な形状となる。すなわち、内面切削バイト2による切削後の管端部内面形状は、リング内面形状と同様、径方向断面内では真円形状、軸方向断面内では遠管端側の定径部に近管端側のテーパ状縮径部が連なった形状となる。よって、本発明によれば、鋼管の管端部のみを、段付きを生成させずに、真円形状に内面切削加工することができる。
At the initial stage of cutting, as shown in FIG. 1, following the rotation and feed of the
上述した本発明の実施形態に則り、外径=250〜500mm、「肉厚/外径」比=0.024〜0.148のラインパイプ用鋼管を対象として、管端部(被切削部、長さ=100mm)のみ、定径部切削深さ=0.5mm、定径部切削長さ=50mmの定径切削部に、切削深さが0.5mmから0mmまで徐変するテーパ状縮径切削部が連なる管内面形状に仕上がるように内面切削加工を実施した。その結果、真円度が±0.08mm以内であって、段付きのない、管端部内面切削仕上がり形状が得られた。 In accordance with the above-described embodiment of the present invention, a pipe end portion (to-be-cut portion, target portion) for a steel pipe for a line pipe having an outer diameter = 250 to 500 mm and a “thickness / outer diameter” ratio = 0.024 to 0.148. (Length = 100 mm) only, constant diameter part cutting depth = 0.5 mm, constant diameter part cutting length = 50 mm, constant diameter cutting part, taper-shaped reduced diameter where cutting depth gradually changes from 0.5 mm to 0 mm Inner surface cutting was performed so that the inner surface of the tube with a continuous cutting portion was finished. As a result, a finished shape of the inner surface of the tube end portion with roundness within ± 0.08 mm and no step was obtained.
1 鋼管
2 内面切削バイト
3 カートリッジ
4 切削ヘッド
5 油圧機構
6 圧油供給路
7 倣いローラ
8 倣わせリング
8a 定径部
8b テーパ状縮径部
9 軸封ロッド
10 ダンパ
11 ロータリージョイント
12 圧油供給配管
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