JPH02125190A - クラックアレスター鋼管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は天然ガス輸送用等のパイプラインに用いられる
クラックアレスター鋼管及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

天然ガス輸送用等のパイプラインにおいて、材料の延性
が低く塑性不安定な条件下における延性破壊に起因して
管長手方向へ１００〜３００　ｍ／秒の速度で亀裂伝播
が生じることがある。このため、所定長さの鋼管を順次
突合せ溶ｔ１ｔ１合してパイプラインを施設するに際し
、鋼管の数本ないし数十本おきに亀裂伝播を防止する機
能を存するタラツクアレスター鋼管が配設されている。

このようなりラックアレスター鋼管として、従来は下記
のような鋼管が用いられていた。すなわち、（ａ）第４
図に示すように、パイプラインに用いる所定長さの単層
肉厚鋼管０りの外周面の一部に、猿鋼管０３の亀裂によ
る拡径を拘束し、その部分で亀裂の伝播を防止するため
のワイヤー０４や棒鋼等を複数回巻付けたクラックアレ
スター鋼管、（ｂ）第５図に示すように、所定の長さの
単層肉厚鋼管０３の拡径を拘束する手段として、（ａ）
のワイヤーや捧燗等の代りに短尺のスリーブ０９を用い
たクラックアレスター鋼管、 （Ｃ）第６図及び同図のＢ部の拡大断面図である第７図
に示すように、相互に冶金的に接合することのない多層
からなり、かつ各層の内部に勿いて周方向に延在し亀裂
の伝播を阻止するスリット空隙部Ｏｅが形成された短尺
の多層肉厚鋼管ａ力の両端に単層肉厚鋼管０３、Ｑ３を
溶接接合したクラックアレスター鋼管、 等である。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来のクラックアレスター鋼管にお
いては、以下のような問題があった。すなわち、（ａ）
の単層肉厚鋼管にワイヤーや棒鋼を巻付けたクラックア
レスター鋼管及び（ｂ）の短尺のスリーブを装着したク
ラックアレスター鋼管においては、鋼管の表面に突出し
た付属物が取着されているため、運搬時並びに現場施工
時の取扱いが煩わしくなるのに加え、この付属物と鋼管
本体との間の間隙腐食に対する対策を講じる必要があり
、このため費用、工数がかかる。また、（Ｃ）のスリッ
ト空隙部ををする短尺の多層肉厚鋼管の両端に単層肉厚
鋼管を溶接接合したクラックアレスター鋼管においては
、前記（眞）及び（ｂ）におけるような問題はないが、
多層肉厚鋼管の各層にスリット空隙部による断面欠損が
あるため管長手方向の引張強さ及び自げ強さを確保する
うえで問題があるのに加え、多層肉厚鋼管と単層鋼管と
の溶接部の品質保証上にも難点がある。

本発明は上記従来の課題を解決できるクラックアレスタ
ー鋼管及びその製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記課題を解決するに当り、従来のタラツ
クアレスター鋼管とは異なる観点から検討を重ね本発明
を完成した。すなわち本発明は、鋼材を、管周方向を基
準にして長手方向に向って２０度〜７５ｔｔの角度を育
し、かつ管の全周にわたる威圧着層として管母材中に挟
んだクラックアレスター鋼管、及びスラブの一端から他
端に貫通し、かつ幅方向を基準にしてスラブ長手方向に
向って２０度〜７５度の角度を有する孔を穿設し、該孔
内に、表面に剥離剤を塗布した鋼材を挿入し、該鋼材の
両端それぞれをスラブと溶接した後、該スラブを熱間圧
延して鋼板となし、該ｌｌ＆を幅方向に曲げ、管伏に成
形して縁部を突合せ、該突合せた両縁部をシーム溶接す
ることを特徴とするクラックアレスター鋼管の製造方法
に関する。尚、前記威圧着層とは、後述するように管母
材に完全には圧着されていない層をいう。

以下に本発明を図に基づいて説明する。

第１図は本発明のクラックアレスター鋼管の製造方法に
おける概略工程例と、その方法により製造されたクラッ
クアレスター鋼管の一例を示す説明図である。該製造方
法はスラブ組立工程、熱間圧延工程及び製管工程からな
り、（イ）図はスラブ組立工程で組立てられたスラブを
、（ロ）図はこのスラブを用い熱間圧延工程で得られた
厚鋼板を、（ハ）図はこの厚鋼板から製管工程で製造さ
れたクラックアレスター鋼管を示す。

第１図の（イ）図において、先ず所定の材質及び寸法を
存するスラブ（１）の幅方向の一端Ａから、機械加工等
により、スラブ（１）の幅方向を基準にしてスラブ長手
方向に向って２０度〜７５度の角度θをもった、他端Ａ
′まで貫通する孔（以下貫通孔（２）という）を穿設す
る。次いで、この貫通孔■内に、前記スラブ（１）と同
−材質又は異る材質からなり予め前記貫通孔■の寸法よ
り若干小さな寸法に加工した鋼材ａ）を、その表面にス
ケールガード等の飼離削を塗布した後、スラブ（１）の
幅方向の両端面Ａ１Ａ′より若干くぼみが生じる状態に
挿入する。そのあと、前記鋼材（３）の両端それぞれを
スラブ（１）と溶接してスラブ組立工程を完了する。ス
ラブ（１）に貫通孔■を穿殺す、る位置は特に限定され
ず、スラブ（１）の厚さ方向のほぼ中間部で、前記所定
の角度θをもたせてもスラブ（１）の幅方向の両ｍ　Ａ
、　Ａ’にわたるｊｔ過通孔設けることができる位置で
あればよい。貫通孔■の角度θを上記のように限定した
のは、２０度以下では亀裂の伝播を停止する機能すなわ
ちクラブクアレスト性機能が小さく、また７５度以上で
は貫通孔（２）穿設時の加工距離が長くなり加工が難し
く、加工コストが高くなるほか、クラックアレスター鋼
管自体が長くなり、運搬性、現地での施工性等が低下す
るためである。

次に、前記のスラブ組立工程で組立てられたスラブを所
定の温度に加熱した後、厚板ミルあるいはホットストリ
ップミルにより所定の幅、厚さ、長さの厚鋼板、あるい
は熱延鋼板、コイル゛等に圧延する。第１図の（ロ）図
に示した厚鋼板（４）は前記熱間圧延工程で得られたも
ので、前記のスラブ組立工程でスラブ（１）に設けた貫
通孔■に装入した鋼材（以下挿入鋼材（３）という）は
スラブ（１）の熱間圧延に伴い長手方向及び幅方向に圧
延される。しかし、挿入鋼材（３）の表面には剥離剤を
塗布しているので、熱間圧延によっても完全には母材に
圧着されず、威圧＠ａ■として存在している。

製管工程では、前記熱間圧延工程で得られた厚鋼板（４
）を幅方向に曲げ、管状に成形して縁部を突合せ、該突
合せた両縁部をシーム溶接することにより製管する。こ
の場合はＵＯＥ方式やロールベンディング方式が用いら
れる。第１図の（ハ）図に示した管（６）は前記の製管
工程で得られたクラックアレスター鋼管で、微圧着層■
は管（６）の全周にわたり位置しており、管（６）の周
方向を基準にして長手方向に向って２０度〜７５度の角
度θを有している。管（６）の素材が厚鋼板ではなく熱
延鋼板やコイルの場合はＥＲＷ（電気抵抗溶ｔｆ！＞方
式で製管することになる。

上記の工程例では、スラブ組立工程（第１図の（イ）図
）でスラブに貫通孔を１段穿設したが、穿設箇所をスラ
ブの長手方向に若干ずらして複数段設け、微圧着層を複
数段としてもよい。

〔作　　用〕

本発明のクラックアレスター鋼管においては、管の全周
にわたり威圧４１！ｉが存在しており、しかも前記所定
の角度を有しているので、微圧着層が存在していない部
分に亀裂が生じ、それが管長手方向に伝播する際、前記
の微圧着層のいずれかの部分に突き当り、そこで伝播の
方向が微圧着層に沿った方向に変化し、亀裂伝播は停止
する。

本発明の製造方法により製造したクラックアレスター鋼
管においても同様で、スラブの幅方向の一端から他端に
所定の角度で貫通するように挿入された鋼材は、前記の
ように微圧着層として存在し、しかもそれが管の全周に
わたり位置しているので、亀裂の伝播は微圧着層が存在
する部分で停止する。また、スラブに鋼材を挿入する貫
通孔を複数段設けた場合は微圧着層が管長手方向に複数
段並ぶことになり、亀裂伝播の停止効果はより大きくな
る。

〔実　施　例〕

以下、実施例に基づいて詳細に説明する。

実施例１ 米国ＡＰＩ規格のＸ６５相当鋼で、厚さ２３５龍、幅１
２００龍、長さ２０００　ｍｖａのスラブを用い、幅方
向の一端すなわちスラブの側面の中央でかつ厚さ方向の
−の位置に、機械加工により幅方向を基準にしてスラブ
長手方向に向って３０［ｆの角度を存する貫通孔を穿設
した。貫通孔の径は１４０龍φである。次いで、この貫
通孔内に、スラブと同一の材質で、外径１３８龍φに旋
盤加工した後その表面に剥離剤（スケールガード）を塗
布した鋼材を挿入し、該挿入鋼材の両端それぞれをスラ
ブと溶接した。このスラブを約１１５０℃に加熱した後
可逆式厚板ミルで厚さ１６龍、幅３２００ｍｍ、長さ７
０００　相の厚鋼板に熱間圧延し、この厚鋼板内に威圧
＠層を形成させた。この微圧着層は厚さ約８■■、厚鋼
板の長手方向における長さ約７００１で、厚鋼板の幅方
向に対し約４５度の角度を育する。上記の厚鋼板をＵＯ
Ｅ方式で管状に成形し、サブマージアーク溶接法により
縦シーム溶接接合して外径的９１４■■φのクラックア
レスター鋼管とした。

上記のように作製したクラックアレスター鋼管の軸方向
の強度を測定し、円周方向にスリット空隙部を存する短
尺の多層肉厚鋼管の両端に単層肉厚鋼管を溶接接合した
従来のクラックアレスター鋼管の軸方向の強度と比較し
た。

測定結果を第１表に示す。同表から従来のクラックアレ
スター鋼管に比較し、本発明のクラックアレスター鋼管
の方が引張強さ、曲げ強さのいずれにおいても優れてい
ることがわかる。

第 表 実施例２ 実施例１で用いた本発明のクラックアレスター鋼管に、
該クラックアレスター鋼管と同一材質で、熱間圧延によ
り厚鋼板とした後ＵＯＥ方式で成形しサブマージアーク
溶接により縦シーム溶接接合して製造した外径９１４酊
φのＵＯＥ鋼管をシール溶接により接合し、管を作成し
た。第２図は上記のように作製した試験用の管の外観図
で、■はクラックアレスター鋼管、（８１）及び（８２
）はＵＯＥｍ管で、クラックアレスター鋼管ωとＵＯＥ
ａ管（８１）及び（８２）とはシール溶接により接合さ
れている。

管の全長は約１２ｍ５ｆ１合されたクラックアレスター
鋼管■の長さは２ｍで、■はクラックアレスター鋼管■
が存している微圧着層である。本実施例ではクラックア
レスター鋼管■の長さを調査に必要な２ｍに限定したた
め、微圧着層■が存在するのはクラックアレスター鋼管
■の全周ではなく、同図に示したように上方部およそ半
周である。この管の両端に他の鋼材（９１）、（９２）
をシール溶接して管体の内部を密封し、管体に取り付け
た送入管（図示せず）より、同図の破砕断面で示したよ
うに、上方に若干の空気０１層を残して水仙を送入し、
水圧を上昇させてクラックアレスター鋼管■の長手方向
中央付近の空気０１層に接する部分を人為的に破裂させ
、生じた亀裂の伝播状況を調査した。

クラックアレスター鋼管の亀裂の伝播状況を第３図に示
す。同図は前記第２図のＩ−Ｉ矢視図で、亀裂ａｚは最
大幅（図中＆）２３０ｓ＋ｗを存し、中心Ｃから矢印で
示したようにクラックアレスター鋼管ωの長手方向にひ
ろがっているが、同図から、右方へ伝播した亀裂が微圧
着層■を通過する間にこの威圧着Ｆａ■に沿って４５度
方向に伝播方向が変化し、亀裂が停止していることがわ
かる。亀裂のひろがりは中心Ｃから左側（図中ｂ）が５
７０鰭、右側（図中Ｃ）が８５０１であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のクラックアレスター鋼管
は表面に突出した付属物を取着する必要がないため運搬
時あるいは施工時における取扱いの煩わしさがなく、付
属物取付は部における間隙腐食対策を講じる必要もない
。また管長手方向の強度も従来のクラックアレスター鋼
管に比較して大きい。そして、上記のクラックアレスタ
ー鋼管はスラブの幅方向に所定の角度で貫通孔を穿設し
、その貫通孔内に表面に剥離剤を塗布した鋼材を挿入し
て組立てたスラブを用いることにより容易に製造するこ
とができる。

このように、本発明は従来のクラックアレスター鋼管に
おける種々の課題を一挙に解決する新規なりラブクアレ
スター鋼管及びその製造方法を提供するもので、実用価
値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラックアレスター鋼管の製造方法に
おける概略工程例と、その方法により製造されたクラッ
クアレスター鋼管の一例を示す説明図、第２図は本発明
の製造方法により作製した試験用クラックアレスター鋼
管の外観図、９３３図はｍ２図のＩ−１矢視図で亀裂の
伝播状況を示す説明図、第４図〜第６図は従来のクラッ
クアレスター鋼管の外観図、第７図は第６図の一部の拡
大断面図である。 １・・・スラブ　　　　　２・・・貫通孔３・・・鋼材
　　　　　　番・・・厚鋼板５・・・微圧着層　　　　
６・・・管 ７・・・クラックアレスター鋼管 ８１．８２・・・ＵＯＥ鋼管　９１．９２・・・鋼材Ｉ
Ｏ・・・空気　　　　　　１１・・・水１２・・・亀裂 １４・・・ワイヤー １６・・・　ス　　リ　　ッ　　ト　空　隙　部１３・
・・単相肉厚鋼管 １５・・・スリーブ Ｉ７・・・多層肉厚鋼管 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 針切１ ２１迫うし くＩ＼） 第 図 ８１００Ｅ／ｍｆ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材を、管周方向を基準にして長手方向に向って
   ２０度〜７５度の角度を有し、かつ管の全周にわたる擬
   圧着層として管母材中に挟んだクラックアレスター鋼管
   。
2. （２）スラブの幅方向の一端から他端に貫通し、かつ幅
   方向を基準にしてスラブ長手方向に向って２０度〜７５
   度の角度を有する孔を穿設し、該孔内に表面に剥離剤を
   塗布した鋼材を挿入し、該鋼材の両端それぞれをスラブ
   と溶接した後、該スラブを熱間圧延して鋼板となし、該
   鋼板を幅方向に曲げ、管状に成形して縁部を突合せ、該
   突合せた両縁部をシーム溶接することを特徴とするクラ
   ックアレスター鋼管の製造方法。