JPH03230875A - クラッド管継手の製造方法 - 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、主としてサワー油井用の配管に使用する継手
の製法に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） サワー油井の配管には、外層が高強度炭素鋼、内層が高
耐食性高ニッケル合金で形成されたクラッド管を用いる
ことが望ましい。

クラッド管自体の製造には問題はないが、該クラッド管
に対してＴ型継手或はＬ型継手をクラッド管と同様にし
て二層構造（以下、「クラッド継手」と呼ぶ）に形成す
ることが技術的なネックとなっている。

一般のクラッド継手の製造では、遠心鋳造法によって、
内層と外層の材質が異なるクラッド管を形成し、該管を
素材として熱間総型成形によって、所望の形状の継手を
形成することが提案されている。

外層が高強度炭素鋼、内層が高耐食性高ニッケル合金で
形成されたクラッド管を素材として、上記方法によって
継手を製造すると下記の問題が生じる。

即ち、高耐食性高ニツケルオーステナイト合金の場合、
鋳造品では金属結晶粒が粗くなり、これを熱間縁型成形
による後加工を施すと、製品に大きな皺が生じる。この
皺はグラインダーで除去できるが、クラッド管の内層厚
みは３〜５ｍｍ程度であるから、内層を破壊しない様に
作業に慎重さが要求され、又、皺が深ければ削り過ぎに
よる不良品となり、歩留りが低下する。

そこで、第２図に示す如く、熱間静水圧圧縮法によって
所望形状の継手を形成することが提案されている。

上記方法は、例えばＴ壁継手の製造では、第２図ａの如
く、炭素鋼にて形成したＴ型管部材（１）中に、大小二
本のパイプ（２）（２１）をＴ型に組み合せて留置する
。

Ｔ型部材（１）とパイプ（２）　（２１）との間に高ニ
ッケル合金の粉末（３）を充填し、Ｔ型部材（１）の開
口部に蓋（４）を施し、この状態で熱間静水圧圧縮加工
によって金属粉末（３）を固相焼結させる。

蓋（４）及びパイプ（２）　（２１）を機械加工及び酸
溶出によって除去し、第２図すの如く、外層（１０）が
炭素鋼、内層（３１）が高ニッケル合金で形成されＴ型
継手を得ることができる。

上記熱間静水圧圧縮法による継手の製造では、塑性加工
の様に製品に皺が生じることはない。

しかし、Ｔ型、Ｌ型等の曲った外側管部材（１）内でパ
イプ（２）（２１）を組立てなければならず、この作業
が面倒であり、又、後工程におけるパイプ（２）（２１
）の除去にも手間が掛かる。

本発明は、上記の熱間静水圧圧縮による成形法ではＮｆ
−Ｃｒ系合金粉末、又はＮｉ−Ｃｒ系圧延材の結晶粒径
が極めて小さいことに着目して、熱間塑性加工による後
加工の際に皺の発生を可及的に抑えて前記問題を解決で
きるクラッド管継手の製造方法を明らかにするものであ
る。

（課題を解決する手段） 本発明は、炭素鋼管の内側にＮｉ−Ｃｒ系合金粉末を層
状に配し、或はＮ　ｉ−Ｃｒ系管材を挿入し、８００〜
１２５０℃、圧力１００〜２０００ｋｇｆ／　ｃ　ｒｒ
ｒ、１５〜１２０分の加工条件で熱間静水圧圧縮を行な
ってクラッド鋼管を形成し、該クラッド鋼管を１０００
℃±５０℃で熱間縁型成形して所望の継手を形成する。

（作用及び効果） 熱間静水圧圧縮によって形成されたクラッド管は、内層
も外層も金属の結晶粒が極めて細かい特徴があるから、
熱間縁型成形による後加工にて所望の継手形状に形成し
ても、皺の発生を可及的に抑えることができ、グライン
ダーによる皺の除去作業が容易となり、肉厚の削り過ぎ
による不良品の排出率が少なく、歩留りを向上できる。

（実施例） 図面はＴ壁継手の製法を示しているが、これに限定され
ることはなく、他の形状の継手に実施できることは勿論
である。

第１図ａに示す如く、製品の外層となる真直管体（１２
）内に該管体と同心にパイプ（２）を挿入し、管体（１
２）とパイプ（２）（２１）との間に環状空間（５）を
形成する。

管体（１２）は遠心鋳造にて形成された炭素鋼管であり
、重量％で、ＣＯ，１０，Ｓ　ｉ　Ｏ，２０，Ｍｎ　Ｏ
，９３、Ｐ　Ｏ，０１７、Ｓ　Ｏ，００９、Ｎｉ　Ｏ，
５１、ＣｒＯ，０６、Ｍ。

０１１８、Ｖ　Ｏ，０？、残部Ｆｅである。

前記管体（１２）とパイプ（２）（１２）との間の環状
空間（５）にＮ　ｉ−Ｃｒ系粉末合金（３）を充填し、
電子ビーム溶接にてパイプの両端に蓋（４）を施して熱
間静水圧圧縮を行なう。

上記Ｎｉ−Ｃｒ系粉末合金は、ＣＯ，０５、Ｓｉ０．４
８、Ｎｉ６４．９、Ｃｒ　２１．９、Ｍｏ　９．０、Ｎ
ｂ十Ｔａ　３．４６、残部Ｆｅからなるアルゴンアトマ
イズ粉末である。

熱間静圧圧縮加工の条件は、８００〜１２５０℃、圧力
１００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２、加圧時間１５〜１２
０分である。

粉末合金は固相焼結し管体（１２）及びパイプ（２）（
１２）と一体化する。

温度が８００℃以下であれば、粉末合金が焼結緻密化せ
ず、１２５０℃以上であると粉末合金が溶融し結晶粒子
が大きくなる。又、外層と反応して耐食層の組成が変化
する。

圧力が１００ｋｇｆ／ｃ＋ｒｒ以下であると、焼結緻密
化せず、２０００ｋｇｆ／　ｃ　ｒｒ？以上にすること
は装置の限界の問題が生じる。

又、加圧時間が１５分以下であると、緻密化せず、１２
０分以上加圧しても変化なく無駄である。

次で、中央パイプ（２）を除去して外層が高強度炭素鋼
、内層が高耐食性高ニッケル合金で形成されたクラッド
管（６）を得る。

尚、１１００〜１２００℃、圧力１０００〜２０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ２、６０〜１２０分の加工条件にて最良のク
ラッドパイプを形成できた。

上記の方法で形成したクラッド管を素材として１０００
℃±５０℃の温度雰囲気中で、熱間総型成形加工にて継
手を形成する。

熱間総量成形の手順は、第１図Ｃの如く、クラッド管（
６）をプレス加工にて断面楕円状の扁平体に形成する。

第１図ｄに示す如く、上記断面楕円状に形成した管を台
（７）上に載せ、管の両側にて長径線を圧縮して、第１
図ｅの如く、管（６）の中央部に凸部（６１）を形成す
る。

次に第１図ｆの如く、凸部（６１）の頂部及び変形した
管の両端部を切断して略Ｔ型に形成する（第１図ｆ）。

次に第１図ｇの如く、管内に治具（８）を通して、　７
− テーバ面（８１）に形成され、小径部側の端面中央に引
張り用の短軸（８２）が突設されており、管を固定して
該管の一端から治具（８）を無理に引っ張り込み、管の
他端及び中央開口から引き出す。これによって管が内側
から外側に押圧されて塑性変形し、管の口径が規格寸法
に仕上がる。

上記熱間総量成形において、加熱条件が９５０６Ｃ以下
であれば、材料の軟化が不足して加工不能である。

１０５０℃以上であると外層炭素鋼に肌荒が生じる。

熱間静水圧圧縮によって形成されたクラッド管は、内層
も外層も金属の結晶粒が極めて細かい特徴があるから、
熱間総量成形による後加工にて所望の継手形状に形成し
ても、皺の発生を可及的に抑えることができ、グライン
ダーによる皺の除去作業が容易になり、グラインダーに
よって肉厚の削り過ぎて不良品を排出する率が少なくな
り、歩留りを向上できる。

第３図は、クラッド鋼管を形成する他の実施例　８− を示している。

製品の外層となる炭素鋼管体（１２）内に内層となる管
材（２２）を挿入する。

管材（２２）はＣＯ，０５、ＳｉＯ，４８、Ｎｉ　６４
．９、Ｃｒ２１．９、Ｍｏ９．０、Ｎ　ｂ＋　Ｔ　ａ　
３．４６、残部Ｆｅからなる圧延板材にて形成されてい
る。

炭素鋼管体（１２）と管材（２２）の端面に於ける境界
部の全周に亘って電子ビーム溶接を行ない、管内を脱気
密封した後、熱間静水圧圧縮を行なう。

管材（２２）は固相拡散接合により、炭素鋼管体（１２
）と一体化する。熱間静圧圧縮の加工条件は、前記の場
合と同様である。

管材（２２）と炭素鋼管体（１２）が接合したクラッド
管を前記同様の手順にて熱間総量成形して所望の継手を
形成する。

本発明は上記実施例の構成に限定されることな第１図は
、本発明の製造手順の説明図、第２図は従来例の継手の
製造手順の説明図、第３図は本発明の他の実施例の断面
図である。

（１）・・・管部材 （１２）・・・炭素鋼管 （３）・・・合金粉末 （６）・・・クララ ド管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素鋼管の内側にＮｉ−Ｃｒ系合金粉末を層状に
   配し、８００〜１２５０℃、圧力１００〜２０００ｋｇ
   ｆ／ｃｍ＾２、１５〜１２０分の加工条件で熱間静水圧
   圧縮を行なってクラッド鋼管を形成し、該クラッド鋼管
   を１０００℃±５０℃で熱間総型成形して所望の継手を
   形成するクラッド管継手の製造方法。
2. （２）炭素鋼管の内側にＮｉ−Ｃｒ系の管材を挿入し、
   ８００〜１２５０℃、圧力１００〜２０００ｋｇｆ／ｃ
   ｍ＾２、１５〜１２０分の加工条件で熱間静水圧圧縮を
   行なってクラッド鋼管を形成し、該クラッド鋼管を１０
   ００℃±５０℃で熱間総型成形して所望の継手を形成す
   るクラッド管継手の製造方法。