JPH0220328B2

JPH0220328B2 -

Info

Publication number: JPH0220328B2
Application number: JP19047585A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Saihata; Hideo Tsuruta
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1990-05-09
Also published as: JPS6250018A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、薄肉の電縫鋼管のシーム溶接管を製
造する際のエツジバツクリングを防止した管成形
法に関するものである。〔従来の技術〕従来、電縫鋼管等のシーム溶接管の製造におい
ては、帯板を冷間にて連続的にロール成形して造
管し、シーム溶接を行つている。従来の造管で
は、第２図のように、帯板１をブレークダウンロ
ールと呼ばれる上ロール２と下ロール３の間で圧
下しながら、連続的に帯板１の両端から中央部に
向けて曲げるように成形される。その成形過程を
示すと、第３図のモデル図のように、帯板１は順
次円形の形に近づくように成形される。通常、こ
のブレークダウンロール成形のスタンド数は４〜
５個である。そして、帯板が次第に円形断面に近
ずくと、更に第４図のように帯板１はクライスタ
ーロール成形と呼ばれるサイドロール４およびボ
トムロール５で帯板の幅中心部付近の曲げ成形が
行われる。その後、管をより真円にするためと造管成形さ
れた帯板の両端部を電気抵抗熱を利用した溶接に
適する端面形状になるようにするために、第５図
に示すようなフインパス成形が行われる。すなわ
ち、帯板１の両端部６，６は、トツプロール７の
フイン８に接しながら端部がみがかれると共に、
トツプロール７、サイドロール９，９ボトムロー
ル１０で造管の周囲からしめつけられて、円形断
面形状に成形される。その後、第６図に示すごと
く、帯板の両端部であつた個所が溶接され（溶接
部１１）、肉厚ｔ、管径Ｄの管１２が出来上る。ところで、このような一連の成形過程におい
て、肉厚ｔ、管径Ｄとの比ｔ／Ｄの値が1.2％以
下の薄肉管になると、第７図に示すごとく帯板の
両端部６に波付き現象（エツジバツクリングと呼
ばれる）が生じ、両端部のつき合せがうまく行え
ず、したがつて良好な溶接状態が得られないとい
う問題が生じる。このようなエツジバツクリング現象は、上記に
述べた成形過程のうち、第５図のフインパス成形
で生じる。このようなエツジバツクリングを発生させない
ためのロール成形装置として、目的とする管に近
似曲率の凹溝が左右に並び中央部は逆に盛上つた
波形断面形状に帯板を成形する上下ロールが、特
公昭53−42297号公報によつて知られている。し
かし、この公知の上下ロールは、該公報の実施例
に示されているような小径管（肉厚0.2mm、外径
４mmのステンレス鋼管）を対象とし、しかも牽引
装置を備えた冷間引抜設備に配置されており、一
般の成形に直ちに適用できるものではない。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は、電縫鋼管等のシーム溶接管を製造す
るに際して、肉厚と管径との比が1.2％以下とな
るような薄肉管の造管時にエツジバツクリングの
発生を防止した成形法を提供することを目的とす
る。〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明の薄肉管成形法は、帯板を冷間にて連続
的にロール成形して薄肉管を製造する工程の成形
過程の初期に、帯板の幅方向の中央部は造管の曲
げ方向と逆方向に成形し、帯板の幅方向の両端部
は造管の曲げ方向に成形する管成形法において、 (1) 帯板の幅方向の両端部の成形弧長leと帯板の
幅長さＬの１／２との比の値le／Ｌ／２を0.3
以上１未満とし、 (2) 前記両端部の成形弧の曲率半径Reと、前記
成形過程の後期におけるフインパス成形の初期
成形スタンドのトツプロールの曲率半径R_Fと
の比の値Re／R_Fを1.0以上1.4以下とし、 (3) 前記両端部の成形弧の曲率半径Reを含む面
内で測定した幅方向最端部の成形移動量δと造
管された管の直径Ｄとの比の値δ／Ｄを０を越
え0.15以下とすることを特徴とする。以下に、本発明の製造方法について詳細に説明
する。本発明を開発するに際して、まず第７図に示し
たようなエツジバツクリングの発生原因を究明し
た。その結果、大別して２つの原因に起因するこ
とを見出した。その１つは帯板の両端部の成形量
が不適当なとき、すなわち第８図に示すように端
部の成形弧の曲率半径Reの部分の成形弧長le（こ
れは第１図におけるロール１７の両端部の曲率半
径Reの部分の弧長leに相当する）が帯板の幅長
さＬに対して小さすぎて端部の成形量が不足する
ときすなわちle／Ｌ／２＜0.3のとき、および端
部の成形曲率半径Reが成形過程の後期における
フインパス成形の初期成形スタンドの第５図に示
すトツプロール７の曲率半径R_Fに比べて大きす
ぎた状態すなわちRe／R_F＞1.4のときに、ブレー
クダウン成形された帯板の端部がフインパス成形
で圧下されると、帯板の端部に過歪が生じ、帯管
の中央部分に比し、端部の管の長手方向の長さが
相対的に長くなるために、それが均一に吸収され
ず局部的な曲げ現象、すなわちエツジバツクリン
グ現象が生じることがわかつた。しかし、この
Re／R_Fが1.0より小さくなると、フインパス成形
で端部の過曲げが生じるため好ましくないことが
わかつた。なお、le／Ｌ／２は0.3以上とするが、
１以上になることは理論上あり得ないので、その
上限は１未満とする。もう１つの原因は第９図に示すように、帯板か
らのロール成形工程において１つのスタンドのブ
レークダウンロールでのエツジの成形量が大きす
ぎるために、帯板の幅端部に過歪が生じる場合で
ある。すなわち第９図において、帯板１がブレー
クダウンロール３で矢印１３の方向に成形される
とき、幅方向で歪の生じていない均一な状態１４
からロール直上の状態１５に至る過程間で幅中心
１６におけるその長さをx_c、幅端部の長さをx_eと
すると、帯板１の端部の長手方向歪はε₁＝（x_e−
x_c）／x_cで、この値が帯板１の耐力歪ε_Yより大き
くなると永久歪が生じ、帯板１には、ロール成形
後に端部が中央部よりも帯板１の進行方向に相対
的に長くなつたまま残存する。上記ε₁の値が耐力歪ε_Yより大きすぎるとブレー
クダウンロール３成形直後において、すでに帯板
の端部にバツクリング現象が生じる。このエツジ
バツクリング現象は第１０図で、帯板１が成形さ
れて状態１５となるとき、端部の移動量δと管径
Ｄとの比δ／Ｄの値が0.15より大きくなると発生
することを見出した。したがつてδ／Ｄは0.15以
下とするが、帯板を造管の曲げ方向に成形するた
めの条件として、その下限は０超である。また、帯板の端部の長手方向歪ε₁が耐力歪ε_Yよ
り少し大きいときには、ブレークダウンロール３
でくり返し永久歪が蓄積され、フインパス成形に
至る。そこで、端部と中央部の永久歪差が幅方向
に均一に吸収されないと端部にバツクリング現象
となつて生じることがわかつた。以上のことから、エツジバツクリングを防止す
るためには、帯板幅方向両端部の成形弧長leを大
きくし、該成形弧の曲率半径Reをフインパス初
期成形スタンドのトツプロールの曲率半径R_Fと
の関係で適性範囲にし、かつ帯板幅方向両端部の
成形移動量δを限界値以下にする必要がある。す
なわち、 0.3≦le／Ｌ／２＜１ 1.0≦Re／R_F≦1.4 ０＜δ／Ｄ≦0.15 とする必要がある。そこで、１スタンドでの端部の成形弧長をでき
るだけ大きくとり、しかもブレークダウンロール
でのエツジバツクリングを防止するには、第１図
に示すような形のロールを用いるとよいことがわ
かつた。第１図において、帯板１はロール１７により矢
印１３の方向に成形されるとき、帯板１の幅方向
の歪が均一な状態１４からロール直上の状態１５
まで移動したときの帯板１の端部の長さx_eのロー
ルの各部における帯板１の長さx_pに比べての相対
歪ε₂はε₂＝（x_e−x_p）／x_pで表わされる。この値ε₂を前述の第１０図で述べたε₁と同じく
耐力歪ε_Yより小さくする必要がある。又一方、ロール１７の中央部の曲率半径Rcは
端部の曲率半径Reに比べて十分大きく、したが
つて帯板１の幅中心の相対歪は端部に比べてはる
かに小さくとる。そこで、第９図と第１図の端部
の成形弧長を比較すると、第９図ではReθ₂、第
１図ではRe（θ₁＋θ₂）となる。したがつてReθ₁だ
け第１図の方が端部の成形弧長が大きくとれ有利
なことがわかる。第１図のロール中央部は、続い
て第１１図のようなロール１８で中央部が逆曲げ
されて、次第に円形の管形状に近づけられる。上述の本発明法は、各種鋼管の他、各種金属材
料管以外の他材質の薄肉管の成形に適用でき、ま
た、電縫溶接管以外のシーム溶接管の成形法に
も、勿論同様な方法を適用して効果を上げること
ができる。また、帯板からのロール成形の初期に
この成形法をとり入れ、その後ブレークダウンロ
ール以外の成形法と組み合わせて造管成形する場
合にも同様の効果がある。〔実施例〕本発明の適用例を第１表に示す。すなわち、造
管成形機としては、実機24″φ径のミルを用い、
そのミルでの成形法は第１図のようなブレークダ
ウンロールで鋼帯の両端部の曲げ成形を行い、続
いて小径ロール190mmφを多数、鋼帯の外側から
接触させて、次第に円形断面形状にするケージミ
ルを用い、続いて第５図のようなフインパスミル
で成形仕上をした。供試材としては、高強度ライ
ンパイプ用鋼材Ｘ−70（耐力52Kg／mm²）の薄肉
材0.250″を用い、直径24″φに造管した。このとき
の肉厚（ｔ）／管径（Ｄ）比は1.04％である。造管時のエツジバツクリング発生状況をブレー
クダウンロール成形直後とフインパス成形直後で
観察した。その結果、第１図のような形状のブレ
ークダウンロールで成形する場合、 0.3≦le／Ｌ／２＜１１≦Re／R_F≦1.4 ０＜δ／Ｄ≦0.15 なる成形条件を満す第１表のNo.３、８、９、12で
はｔ／Ｄ＝0.01程度の薄肉鋼管の成形に対して
も、エツジバツクリングが発生せず、良好な成形
結果が得られた。しかしδ／Ｄが0.15を越えた場合は、ブレーク
ダウン成形後は良好であつてもフインパス成形後
にエツジバツクリングが発生した。

【表】（良）（不良）
エツジバツクリング評価 ○＞×＞××
〔発明の効果〕本発明によれば薄肉管の成形において、エツジ
バツクリングの発生しない薄肉管が製造可能とな
るため、下記のような利点がある。 (1) 材料の強度を上げ、薄肉化して鋼管等の軽量
化、省資源コストダウンの要求に対しても、良
好な形状の鋼管等を安定して製造することがで
きる。 (2) 従来のロール成形スタンド数を削減でき、投
資金額削減、ロール原単位の向上、ロール組替
減による能率向上等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレークダウンロール成形法
の説明図、第２図は従来のブレークダウンロール
成形法を示す図、第３図は帯板の造管成形曲線
図、第４図はクラスターロールの説明図、第５図
はフインパスロールの説明図、第６図は溶接され
た管の説明図、第７図はエツジバツクリング発生
略図、第８図はフインパスロール入側における帯
板の成形形状を示す図、第９図は従来のブレーク
ダウンロールでの成形法を示す図、第１０図は帯
板の成形量を示す図、第１１図は逆曲げロールを
示す図である。１…帯板、１３…成形方向矢印、１４…帯板の
幅方向歪が均一な状態、１５…ロール直上の状
態、１６…幅中心、１７…ロール。

Claims

【特許請求の範囲】１帯板を冷間にて連続的にロール成形して薄肉
管を製造する工程の成形過程の初期に、帯板の幅
方向の中央部は造管の曲げ方向と逆方向に成形
し、帯板の幅方向の両端部は造管の曲げ方向に成
形する管成形法において、 (a) 帯板の幅方向の両端部の成形弧長leと帯板の
幅長さＬの１／２との比の値le／Ｌ／２を0.3
以上１未満とし、 (b) 前記両端部の成形弧の曲率半径Reと、前記
成形過程の後期におけるフインパス成形の初期
成形スタンドのトツプロールの曲率半径R_Fと
の比Re／R_Fを1.0以上1.4以下とし、 (c) 前記両端部の成形弧の曲率半径Reを含む面
内で測定した幅方向最端部の成形移動量δと造
管された管の直径Ｄとの比の値δ／Ｄを０を越
え0.15以下とすることを特徴とする薄肉管成形法。