JPH029543B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分類・分野＞ 開示技術は油井管等の耐蝕二重管等をブロツク
状嵌合管から押し出し等で製造する技術分野に属
する。

＜要旨の解説＞ 而して、この発明は厚肉短尺の炭素鋼、ステン
レス等の異種複数基管を機械的に嵌合させ、それ
らの嵌合境界面の管端部をシール溶接させて治金
的に結合させた嵌合管体とし、その後軸方向に押
し出し、引き抜き等により延出して所定肉厚のク
ラツド鋼管の複重管を得るようにした製造方法に
関する発明であり、特に、上記嵌合管体を成す基
管の最外側の基管、或は、全基管、又は、一部の
基管の一方端が有底閉塞され全基管の他端が開放
されている各基管を所定に嵌合をさせた後嵌合管
を真空状態にして少くとも該開放端側の全境界面
を全周的にシール溶接し、次いで嵌合管に対して
拡散溶接処理を行い、全境界面に治金的接合を与
えて後、上記延出成形を行うようにした複重クラ
ツド鋼管の製造方法に関する発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、油井管、プラント配管等には稼動
流体に対し耐圧、耐熱性はもとより、耐蝕、耐摩
耗性等が必要条件になつている。

これに対処するに、例えば、ステンレス鋼内
管、炭素鋼外管から成る耐蝕二重管等が用いられ
ているが、該種耐蝕二重管に於ても稼動中の内管
の坐屈破壊や、内外管とのずれ防止等のために内
外管が強固に結合されていることが望まれる。

ところで、内外管の結合については、例えば、
焼ばめ等の機械的嵌合による重層管よりも治金的
結合によるクラツド管の方が強度的に好ましいこ
とが分つている。

而して、これに対処するところのクラツド鋼管
製造技術としては、例えば、第１図に示す様に炭
素鋼外管１に対しステンレス鋼内管２を相対重層
させ、液圧拡管等の適宜手段により緊着嵌合させ
た後管端にTIG溶接等により境界面を全周的にシ
ール溶接３して軸方向固定一体化し、次いで、第
２図に示す様に高温加熱を付与してダイス４、マ
ンドレル５を介して押し出し、或は、引き抜きに
よる圧延延出を行い、その過程で内外管１，２の
治金的結合を全境界面に形成させてクラツド鋼二
重管を得るようにしていた。

＜従来技術の問題点＞ さりながら、該種手段では圧延工程において、
内外管の異種金属間で治金的接合をする場合に充
分な面圧力に加えて高温加熱が必要であり、特
に、従来の一材管の延出温度よりはるかに高い温
度が必要である。

例えば、炭素鋼外管とステンレス鋼内管の治金
的接合では約1200℃程度の温度が必要で、発熱装
置、機械のメンテスンス、耐熱性が不可欠とな
り、装置自身も高価となり、結果的にコスト高と
なる不利点があつた。

又、異種金属間の圧延時における高温での延
性、及び、変形抵抗の差によつて、引きつれ、破
損を生ずる難点があつた。

更に、このため、複重管の材料の組み合せにも
大きな限界がある不具合があつた。

そして、その割には接合効率が悪く、製品の歩
留りが悪い不都合さもあつた。

加えて、稼動条件が厳しい場合、水素割れ防止
等の内外腐蝕流体等に対処するために、三重管、
四重管が設計上求められる場合があるが、これら
の複重管圧延が出来ないという欠点もあつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく複重ク
ラツド鋼管製造の問題点を解決すべき技術的課題
とし、各基管嵌合一体化の段階で予め接合面の治
金的結合が行われて複重管製造の工程の短縮化、
設計、及び、処理の合理化が図れ、製造エネルギ
ーの低減化が行えるようにし、更に、接合面の結
合精度が確実に保てるようにして各種基幹産業に
おける配管利用分野に益する優れたクラツド鋼管
の製造方法を提供せんとするものである。

＜発明の構成＞ 上述目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨と
するこの発明の構成は、前述問題点を解決するた
めに、所定厚さ、及び、長さの複数の異材から成
り、少くとも最外側の基管の一端が有底閉塞状に
形成されている各基管を相対重層させ、機械的結
合状態にし、而して、このようにして得られた嵌
合管体を基管相互の境界面を含めて真空状態に
し、その状態で、該複数基管相互の少くとも開放
端側の端部境界面をシール溶接して該境界面の真
空度を保ち、次いで、周知の拡散溶接を行つて嵌
合管の全境界面の治金的結合を得るようにし、そ
の後ダイス、マンドレル等を介して押し出し、引
き抜き等の手段により該嵌合管を軸方向伸延さ
せ、設定長の複合クラツド鋼管を得るようにした
技術的手段を講じたものである。

＜実施例＞ 次にこの発明の実施例を第３図以下の図面に従
つて説明すれば以下の通りである。

尚、第１，２図と同一態様部分については同一
符号を用いて説明するものとする。

第３〜７図に示す実施例において、まず、第３
図に示す様に基管としての両端開放炭素鋼中管１
に対し同じく両端開放ステンレス鋼内管２、一端
有底閉塞他端開放のステンレス鋼外管７をそれぞ
れ、常温、所定の低温、及び、高温状態で中管
１、内管２を外管７の底面６にそれぞれ当接させ
て相対重層嵌合し、常温復帰によりそれぞれ嵌合
代を得さしめて機械的な緊結状態を現出させ、第
４図に示す様に設定肉厚短尺の三重緊結嵌合管８
を得る。

次いで、該嵌合管８を周知の電子ビーム溶接装
置９内にセツトし、真空状態にしてガン１０によ
り開放側の管端部１１に於て３つの各基管１，
２，７の接合端部境界面の全周的な所定深さのシ
ール溶接３，３、及び、内管２の先端内側と外管
７の内底面６との全周的なシール溶接３を全周的
に行う。

したがつて、当該実施例においては上記電子ビ
ーム溶接装置９内にて上記シール溶接に先立ち各
基管１，２，７間の全境界面１２，１３の高度真
空状態が現出されていることにより一端の外管７
の底６による閉塞状態で、又、開放端１１側の全
端該シール溶接３、及び、内管２と外管７の底面
６とのシール溶接３により各基管１，２，７の全
境界面１２，１３間については該シール溶接３，
３後、その真空状態が完全に維持されることとな
る。

そして、該シール溶接３，３，３後、直ちに、
或は、所定時間の後に開放端１１側をシールされ
た嵌合管６を第６図に示す様に周知の拡散溶接装
置１４内にセツトし、アルゴンガス雰囲気中で所
定温度Ｈ、圧力Ｐを付与して設定時間で拡散溶接
を行い、金属原子移行を介して各基管１，２，７
間の上記真空度を維持された状態の境界面１２，
１３の全面部に亘り、治金接合１５，１６を成
し、３基管１，２，７の一体的治金結合を完了す
る。

そこで、治金接合された基体６′を拡散溶接装
置１４から取り出し、外管７の底面６の閉鎖端側
を切断除去し、第７図に示す様に周知の引き抜き
装置のダイス４、マンドレル５にセツトして所定
に引き抜きを行うと、設定薄肉厚の三重クラツド
鋼管１７が得られる。

この過程において、嵌合管８は上述の如く、３
基管１，２，７が全境界面１２，１３域で引き抜
き前に治金的に強固に結合されているために引き
つれ、破損等が生ずるおそれはない。

又、勿論、外管７の底面６の閉塞端側の切断除
去により治金的結合が破れることもない。

そして、長尺三重クラツド鋼管１７が得られた
後は各所定ユニツト管に切断分離すれば良く、切
断された各ユニツト管はいづれも全境界面が治金
的に結合されており、本来の機能を充分に達成す
ることが出来る。

勿論、長尺管の状態で使用に供することも可能
である。

又、第８図に示す実施例で両端解放の炭素鋼中
管１に対し底面６′を一体に有するステンレス鋼
内管２′、及び、底面６を一体に有するステンレ
ス鋼外管７を内外から挟装して電子ビーム溶接装
置９内で解放端側管端部１１に全周的に境界面１
２，１３にシール溶接、３，３を行つて閉鎖管底
部に対するシール溶接をしなくても良いようにし
た態様である。

更に、第９図に示す実施例は炭素鋼外管１′と
ステンレス鋼内管２′ともに底面６″，６′を有し
ており、両管は嵌着されて解放側境界面１２端部
１１をシール溶接３した態様であり、上述実施例
と作用効果に変りはない。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、三重管以外
にも四重管も製造出来、端部シール溶接について
はTIG溶接も可能であり、軸方向延出加工は押し
出し成形も可能である等種々の態様が採用可能で
ある。

又、各基管の全てが一端側に於て有底形状で他
端側が開放形状のものについても適用可能である
ことも勿論である。

＜発明の効果＞ 以上この発明によれば、基本的に通常の耐蝕管
等の複重管の境界接合面が全周に亘つてクラツド
接合されているものが直接全長において不可能に
近い場合、予め短尺厚肉クラツド管体を製造する
に際し、拡散溶接を用いたことにより、複数境界
接合面の治金的接合が一度に出来、しかも、内部
欠陥がなく、全面同一精度に出来、材質、形状的
に設計が自由に行い得る優れた効果が奏される。

而して、複数基管の少くとも最外側の基管の一
端が有底閉塞管である管を対象にすることにより
全管の開放端側に対するシール溶接を少くとも行
うことで両端に対する場合に比し工程も少く、製
造装置も小さく、コストダウンが図れる優れた効
果が奏される。

又、該短尺基管の長さ厚みに無関係に全面接合
が行え、基管嵌合管が複数個同時に拡散溶接出来
る効果もある。

更に、該拡散溶接に際し一端側閉塞状態である
ので真空度維持がより確実に保証される効果もあ
る。

更に、設計によつて圧延溶接等に比し低温で良
いので、消費エネルギーが少くて済む利点もあ
る。

更に又、このように予め拡散溶接により基管が
完全に治金的に結合されているため、通常の炭素
鋼管の如く、押し出し成形装置がそのまま用いる
ことが出来、延出成形中にひきつれ、破損等も生
ぜず製品不良を起こさず、その上、圧延溶接等に
よるクラツド化と異なり低温で出来る利点もあ
る。

加えて、圧延クラツドと異なり、基管の材料選
択において大きな自由度が得られる効果もある。

しかも、二重管のみならず、三重管、四重管等
の複重管が製造自在である柔軟性もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく二重管の嵌合管の断
面図、第２図は同従来技術に基づく引き抜き成形
説明断面図、第３図以下この発明の１実施例の説
明図であり、第３図は基管嵌合説明部分切截斜視
図、第４図は嵌合管の断面図、第５図は嵌合管の
端部シール溶接断面図、第６図は拡散溶接説明断
面図、第７図は管体延出成形説明断面図、第８，
９図は他の実施例の断面図である。 １，１′，２，２′，７……基管、６，６′，
６″……底面（有底）、１２，１３……境界面、１
１……開放端、３……シール溶接、８……嵌合
管、１７……クラツド鋼管、１４……拡散溶接
（装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の基管を嵌合しそれらの基管相互の境界
   面の管端部をシール溶接した後嵌合管体を軸方向
   に延出変形させて所定長の複重クラツド鋼管を得
   るようにした製造方法において、少くとも最外基
   管の一方端が有底に閉塞されている上記嵌合管体
   の複数基管相互の境界面を真空状態にして該各基
   管相互の境界面の開放端部を全周的にシール溶接
   して該各境界面の真空状態を維持させた後、嵌合
   管体を拡散溶接させ、次いで前記軸方向延出変形
   を行つて所定長の複重クラツド鋼管を得るように
   したことを特徴とするクラツド鋼管の製造方法。