JPH03169438A - 大径管の製造方法 - 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】 ０）産業上の利用分野 本発明は、ＵＯＥ製管機によって製造されたストレート
シームを有する溶接大径鋼管を拡管して、高い真直度（
Ｌ／　１０００以下）の大径管を製造する方法に関する
ものである。

（ロ）従来技術 ＵＯＥ製管機によって得られるストレートシーム溶接管
は、溶接のさいの加熱・凝固に伴う溶接部の膨張・収縮
により長手方向に曲りが発生する。

この上曲り素管を拡管工程（ＥＸＰ）によって修正する
さいに、拡管率（ε　）を上げるに従っＥ て上曲りが下曲りになっていく。その過程で真直になる
タイミングがあるはずではあるが、素管の等級（降伏点
Ｙ．　Ｐ，等）、寸法、溶接条件（溶接強度等）等によ
って拡管率の適正値はさまざまに変化する。そのために
、適正拡管率を一律に決定することはできなかった。

その結果、従来の曲り矯正法では、拡管率を一定にし、
曲げモーメントを外部から付与し、強制的に曲げ矯正を
行っていたので、高価な設備投資を必要としていた。こ
のような従来法の代表例としては、特開昭６３　−　２
５１７号公報、同６３　−　２８２２０号公報等に開示
されている。

従来法では、ＵＯＥ製管から拡管工程まで、素管の曲り
変化を予測できないので、曲りの正確な修正が不可能で
ある。従来、平板についての変形モデルはあったが、パ
イプに適したモデルが開発されていなかった。特に、内
外面１バス溶接モデルが開発されていない。その理由は
、内外１パス溶接の実例が少ないこと、また、その計算
が複雑であることなどによる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、簡易モデルとシュミ
レー夕を作成して、ＵＯＥ製管機によって得られた素管
の各種情報にもとづいて適正拡管率を決定し、１／１０
００以下の真直度の大径管を製造する方法を得ることに
ある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の大径管の製造方法は、ストレートシームを有す
るＵＯＥ大径鋼管を拡管玉程を経て戊品に仕上げる大径
管の製造方法において、下記のモデル式を近似的に満た
す拡管率（ε，）によってＵＯＥ大径鋼管を拡管するこ
とによって、上記課題を解決している。

上述のモデル式は、下記（１）式によって表わされる。

Ｎｇ（１　　０．２ｇＢ）　”＝Ｕｇ（１−ΔＬ／Ｕｏ
）ｘ（１−σＷＹ／Ｅ）　Ｘ（１−０．２εＥ）（１） ただし、ｇｏ　：拡管前の母材部長さ Ｄｏ−ΔＬ：拡管前の溶接部長さ ΔＬ：拡管前の鋼管溶接部の縮み量 ε′Ｅ：拡管後の溶接部の残留歪 σｗｙ’溶接部の降伏応力 （ホ）作　用 本発明の方法においては、素管を円周方向に拡管するさ
いに素管が長手方向に縮む。この縮み量と溶接ビードの
初期収縮量とを平衡させるときの拡管率を最適値として
決定する。

前記（１）式の数値解法により、各母材（素管）および
溶接部強度についての素管の肉厚と最適拡管率（ε，）
との関係を求めたモデルを予め多数準備しておく（第２
図参照）。このモデルによって、実際の最適拡管率（ε
，）を求める。

０）実施例 本発明の大径管の製造方法の実施例について、第１図か
ら第４図までを参照して説明する。

本発明の大径管の製造方法は、第１図に示すように、直
線溶接部土工を有するＵＯＥ大径鋼管１ｃ（Ａ）を拡管
工程（Ｄ）を経て戊品（Ｅ）に仕上げる大径管の製造方
法において、下記のモデル式を近似的に満たす拡管率（
εＥ）によってＵＯＥ大径鋼管１ｃを拡管する（Ｄ）。

ρ（１−０．２εＥ）　：Ｎｏ（ｉ−ΔＬ／ｆ）。）０ ×（１−σ　／Ｅ）　Ｘ（１−０．２εＥ）ＷＹ 上記式において、各記号については前述したとおりであ
る。

第１図に示すように、ＵＯＥ製管機によって成形した大
径鋼管１（Ａ）は、開先部を溶接され、溶接後の溶接部
はΔＬだけ収縮する（Ｂ）。その結果、溶接管１ｃは溶
接部１１を上にして曲がる（Ｃ）。

本発明法にもとづいて、最適拡管率εＥによって溶接管
１ｃを拡管する（Ｄ）。拡管により管の長平方向に縮み
が生じて、管の曲りが修正され、真直管１ｅが得られる
（Ｅ）。この作用を誇張して第３図に示す。

本発明法においては、管の戒形、溶接、拡管の各工程後
の母材の長さおよび溶接部の長さの変化を計算によって
求め、前記（１）式より最適拡管率εＥを求める。

次に、前記（１〉式の誘導過程について説明する。

第４図は、溶接管１ｃの一部の側面図である。第４図に
おいては、母材としての溶接管１Ｃを単位長さ１をとっ
ている。

溶接後の鋼管１ｃの溶接部の自由長さｇいは、下記の（
２）式で表わされる。

・・・・・・・・・　（２〉 ここで、 ΔＬ／！ｌｏ：熱応力と母材の拘束力との釣合いで溶接
により、外から縮んで見える量 σｗｙ／　Ｅ　：溶接部には溶接後に降伏応力に相当す
る残留応力が生じているため、こ れにより伸ばされている量（フック の法則が成立していると仮定する。） 鋼管の軸方向の縮み量と周方向の伸びの比は、周方向を
１とすると、軸方向が０．２となる関係がある（第３図
参照）。したがって、拡管によって生じる長さの変化歪
は下記のように表わされる。

母材：　（１−０．２εＥ） 溶接部：　　（１−０．２ε′，） 拡管前の長さは、下記に表わされる。

ａ　　　材二．Ｑ　　ｏ 溶接部二ｇｏ一ΔＬ したがって、最適拡管率ε，の条件は、拡管後の母材長
と溶接部長と等しくすることである。その結果、前記（
１）式が求められる。

数値解法による一例を第１表に示す。このようなモデル
を第２図に示すようなグラフに表示する。

小） 効 果 本発明の方法によって得られた大径管の真直度を第２表
に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の工程説明図。第２図は本発明の
方法のモデルの一例のグラフ。第３図は本発明の方法の
説明図。第４図は本発明の方法に用いる実験式の誘導を
説明するための図面。 １：素　管　　　　　　　ＩＣ：溶接管｛１：溶接部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ストレートシームを有するＵＯＥ大径鋼管を拡管工程を
   経て成品に仕上げる大径管の製造方法において、下記の
   モデル式を近似的に満たす拡管率（ε＿Ｅ）によってＵ
   ＯＥ大径鋼管を拡管することを特徴とした大径管の製造
   方法。 ｌ＿０（１−０．２ε＿Ｅ）≒ｌ＿０（１−ΔＬ／ｌ＿
   ０）×（１−σ＿Ｗ＿Ｙ／Ｅ）×（１−０．２ε′＿Ｅ
   ）ただし、ｌ＿０：拡管前の母材部長さ ｌ＿０−ΔＬ：拡管前の溶接部長さ ΔＬ：拡管前の鋼管溶接部の縮み量 ε′＿Ｅ：拡管後の溶接部の残留歪 σ＿Ｗ＿Ｙ：溶接部の降伏応力