JPH0327287B2

JPH0327287B2 -

Info

Publication number: JPH0327287B2
Application number: JP3379682A
Authority: JP
Inventors: Koji Yazawa; Kenichi Hirata; Yukio Nishino; Shosuke Okamoto
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1991-04-15
Also published as: JPS58151913A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はスパイラル鋼管製造方法の創案に係
り、管端寸法精度の高いスパイラル鋼管を適切に
製造することのできる方法を得ようとするもので
ある。

一般に配管用鋼管は施工現地において突き合わ
せ溶接されることによつて長大なラインパイプを
形成するものであるから、その管端外径差が突き
合わせ時における目違いとなり、直接バツト品
質、ひいてはラインパイプ全体の品質に影響を及
ぼすため需要先の仕様として管端外径公差におい
て厳しい精度が要求される。例えばAPI規格にお
いては第１図に示すように拡管を行わないものに
ついて中央部外径公差としては±1.0％と規定し
ているのに対し管端から４インチの範囲の外径公
差として、外径が相当に大きいものであつても−
１／32インチ〜＋３／32インチという厳しい精度
を要求しており、１例として外径60インチの鋼管
について具体的に示すと第２図の如くであつて、
中央部の外径公差範囲が30.4mmであるのに対して
その管端外径公差範囲は3.2mmであつて、略10分
の１となる。ところでスパイラル鋼管は、その成
形過程において管内部に残留応力が形成されるた
め水圧試験時に塑性変形が発生し、この塑性変形
（水圧ふくれ現象）は残留応力の状態に左右され
るので造管時に残留応力を制御し、この水圧ふく
れ量を極力小さくすることが好ましいがこれを零
とすることはできない。従つてスパイラル方式で
ラインパイプを製造する場合には曲げ加工その他
に関して種々に工夫し造管しておく必要があつ
て、第３図にはグレード×60、外径60インチ、肉
厚12.7mmの鋼管についてこのような考慮によつて
造管したものの具体的な製造実績を示している
が、この場合水圧試験前の外径寸法標準偏差値が
0.715と大きく、水圧試験後においてはそれに水
圧ふくれ量の標準偏差値が加わるのでσ＝0.745
と増大し、所定の管端公差より逸脱するものがそ
れなりに発生せざるを得ない。

本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、上記したようなスパ
イラル鋼管を製造するに当り公称外径より水圧試
験時の膨れ量を勘案した小さい値で造管し、次い
でスパイラル状の溝をもつたダイスでビード合わ
せした後管端部のみを拡管矯正して外径寸法を整
え然る後水圧試験をすることを提案するものであ
る。

即ちこのような本発明について説明すると、公
知のように鋼帯を供給しながら曲げロールによつ
て屈曲加工しスパイラル鋼管を製造するに当つ
て、従来のように公称外径に従つて造管すること
なく、公称外径より水圧試験時のふくれ量を勘案
した小さい値で造管するものであり、本発明の具
体的な実地検討の結果によると、この造管時の径
が公称外径に従つた場合においてはその残留応力
を制御し或いはその全工程について仔細な考慮を
払つて実施しても前記した第３図のように少くと
も管端部において所定の管端公差より外れたもの
が発生せざるを得ない。そこで本発明者等は造管
時の径自体を公称外径によることなく、水圧試験
時のふくれ量によつて制御することに想到し、こ
のことについて仔細な検討をなした。蓋しこのよ
うな水圧試験については前記したようなラインパ
イプ用鋼管に関して通常公称応力（SMYS）の
90％による水圧試験をなすことが要求され、場合
によつては100％の水圧試験が求められるもので
あるが、斯様な水圧試験時における膨れ量を勘案
して公称外径より小さいものとして造管するもの
である。１例として外径1524mm、管厚12.7mmでグ
レード×60のスパイラル鋼管についての水圧試験
時における膨れ量は第４図に示す通りで、その公
称応力は42Kg／mm²であり、従つて一般的な水圧試
験における圧力は38Kg／mm²前後となり、100％の
水圧試験では前記42Kg／mm²となるからこのような
水圧試験時における膨れ量である0.1〜0.15％程
度公称外径より小さい値として造管する。勿論こ
の水圧試験条件は夫々の鋼管における公称応力と
材質、管厚などによつて異ることになるが、何れ
にしてもそれらの場合において上記した第４図と
同様の関係を求め、夫々の場合における試験時膨
れ量を考慮した小径のものとする。なお上記膨れ
量と造管時の公称外径よりの小径化量との関係は
必ずしも厳密に合致させることを必要とせず、一
般的には膨れ量の±50％以内、好ましくは±20％
以内、より好ましくは±10％以内とするもので、
このようにすることにより適切に公差範囲内とさ
れた製品スパイラル鋼管を得ることができる。

又本発明では上記のように造管されたものに対
してその管端部のみに対し水圧試験前において拡
管矯正処理を加える。即ち本発明ではスパイラル
鋼管の溶接ビード形状に即応させた特異な拡管ダ
イスを用い、特に管端部のみにこの拡管矯正処理
を加えることによつて殊更に生産性を損う程のこ
とがなく短時間で処置できる。この拡管矯正処理
の程度については管端部公差範囲内における中心
部に合致する程度の拡径量であつて、上記のよう
に造管自体が公称外径より小さいものとして形成
されている本発明のものにあつてはこのような管
端部公差範囲内中心部への拡径矯正は一般的に全
周方向において有効に加えられることとなる。

上記のようにして製造された本発明のものはそ
の後に水圧試験し製品とされるが、この水圧試験
の仔細については一般的に知られている通りのも
のであつて、又その試験水圧値は公称応力の90％
が通常であり、場合によつては100％であること
は前記の通りであるが勿論その他の試験値であつ
てもよい。

本発明によるものの具体的な製造過程は第５図
に示す通りであつて、鋼帯を供給しながら曲げロ
ールによつて成形し溶接する造管過程１１を経て
から溶接部の非破壊検査１２をなし、次いで適宜
に管端ビード研削１３してから管端部拡管矯正行
程１４を経しめる。このものは次いで水圧試験１
５し、端面仕上１６してから外観寸法検査１７
し、立会検査１８、秤量検尺１９を経て出荷２０
するものであつて、溶接部非破壊検査１２後に好
ましからざるものは手直し２１して更に非破壊検
査１２し、又外観寸法検査後に不適切なものは手
直し２２して再び外観寸法検査１７を行うもので
ある。前記した管端の拡管矯正行程１４部分の構
成は平面的に第６図に示す通りであつて、ローラ
コンベヤ２４の前方に拡管機２５が設けられ、該
拡管機２５は別に第７図に示すように拡管ダイス
２９内にコーン２８が装着され、管端３０ａの進
入を検出器２６で検知してシリンダー２３に設け
られたドローバー２７によりコーン２８を拡管ダ
イス２９中に引込むことによつて該ダイス２９を
拡開し拡管矯正を図る。

本発明においては前記したような拡管ダイス２
９に第８図に示すようにスパイラル状の溝３１を
形成し、スパイラル鋼管３０の溶接ビード３０ｂ
を第９図に示すように溝３１中に位置させる。即
ちスパイラル鋼管３０における溶接ビード３０ｂ
はスパイラル状となつていることは第８図の通り
であつて、このようなスパイラル鋼管３０の全体
に対して拡管するならばそのような溶接ビード３
０ｂに即応した溝３１をスパイラル鋼管３０の全
長に亘つて形成すると共に斯様な溝３１をもつた
拡管ダイス又は管の軸方向送りと回転とを必要と
すると共に拡管ダイスに対する拡管操作力も非常
に大きなものとなり、その設備及び操作が大掛り
となり、更には溝３１と溶接ビード３０ｂとが一
致しているかどうかをスパイラル鋼管の全長に亘
つて検出し、修正するような位置制御も不可欠と
なるわけであるが、管端部のみに対して拡管矯正
行程１４を実施する本発明にあつては少なくとも
拡管ダイスが短小で足り、その管内装脱を簡易化
すると共に溶接ビード３０ｂとの位置制御も目視
によつて簡易的確になされることとなつて適切な
拡管を行い得る。即ち上述したように厳格な管外
径公差が要求される範囲は管端部100mm前後であ
ることからしてこのような単純な拡管工程でその
要請を充分に満足することができる。

然して何れにしてもこのような拡管矯正行程１
４により管端部の矯正処理を行うことにより、最
終的に枢要な管端部における公差範囲内維持を確
保し得る。

上記したような本発明のものは前述したような
配管用のスパイラル鋼管に対して有効であること
は勿論であるが、又パイル用鋼管の如きにおいて
も採用でき好ましい効果を得しめる。即ちこのパ
イル用鋼管にあつても現場での継杭溶接が実施さ
れることは公知の通りでその際の両管端間におけ
る目違いを適切に縮減でき、従つてその継手品質
を著しく良好とすることができる。

本発明によるものの具体的実施結果については
第１０図に要約して示す通りである。

即ち公称外径が1524mmで管厚が12.7mmのスパイ
ラル鋼管を造管するに当つて本発明に従い該公称
外径より0.14％程度小径である1521.8mmとして造
管してからその管端部100mmの範囲に亘つて管端
部公差範囲1523.2mm〜1526.4mmの中間である
1524.8mmまで拡管し次いで38Kg／mm²の水圧試験を
行つた。得られたスパイラル鋼管の造管時におけ
る寸法分布状態は第１０図の左側に示す通りであ
つて、1520.2〜1523.6mmの範囲に分布し、又水圧
試験後の管端部の寸法分布は同図右側に示される
ように1524〜1525.6mmの非常に狭い範囲内に分布
し、即ちこの場合の管端部寸法公差範囲である
1523.2〜1526.4mmの中の中心部において集中した
適切な分布をなしている。この水圧試験後におけ
る中央部分の外径分布は第１０図の中央部に示す
通りで、1521〜1525.2mmと管端部の寸法分布に比
すれば広範囲であるとしても勿論外径公差範囲内
であり、好ましいスパイラル鋼管であることは明
らかである。

以上説明したような本発明によるときはその利
用上における突き合わせ溶接の関係から厳しい精
度の要求されるラインパイプ又はパイル用鋼管な
どとして好ましいスパイラル鋼管を的確に製造す
ることができるものであつて工業的にその効果の
大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図はラインパイプにおいてAPI規格で規
定される管体中央部外径公差と管端部外径公差と
の関係を示した図表、第２図は60インチ鋼管につ
いての管体中央部と管端部における夫々の公差範
囲を示した図表、第３図は従来技術によるスパイ
ラル鋼管についての水圧試験前後の管端部外径寸
法と管端公差範囲に対する分布状態を示した図
表、第４図は水圧試験時における膨れ量を公称外
径1524mm、管厚12.7mmの場合について代表的に示
した図表、第５図は本発明による造管プロセスの
説明図、第６図はその管端拡管行程部分の平面
図、第７図はその拡管機の１例を示した断面的説
明図、第８図はその拡管ダイス部分についての斜
面図、第９図はその溶接ビードとの関係を示した
正面図、第１０図は本発明の具体的実施例による
スパイラル鋼管造管時と水圧試験後における管体
中央部と管端部の公称外径公差範囲に対する分布
状態を示した図表である。然してこれらの図面において、１１は造管過
程、１４は拡管矯正行程、１５は水圧試験、２５
は拡管機、２８はコーン、２９は拡管ダイス、３
０はスパイラル鋼管、３０ｂはその溶接ビード
部、３１はスパイラル溝を示すものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１スパイラル鋼管を製造するに当つて、公称外
径より水圧試験時における膨れ量を勘案した小さ
い値に造管し、次いで該スパイラル鋼管の管端部
のみを、その溶接ビード部を受入れるためのスパ
イラル状の溝を形成したダイスを用いて拡管矯正
処理してから水圧試験するようにしたことを特徴
とするスパイラル鋼管製造方法。