JPH05208203A - 継目無クラッド金属管の製造方法 - Google Patents

継目無クラッド金属管の製造方法

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JPH05208203A
JPH05208203A JP4217492A JP4217492A JPH05208203A JP H05208203 A JPH05208203 A JP H05208203A JP 4217492 A JP4217492 A JP 4217492A JP 4217492 A JP4217492 A JP 4217492A JP H05208203 A JPH05208203 A JP H05208203A
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亨 岡沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 難加工性金属を内層に配した二重中空素管の
熱間圧延加工による継目無クラッド金属管の製造におけ
る内面カブレ疵の発生を防止する。 【構成】 難加工性金属を内層に配した二重中空素管を
マンネスマン製管法により所定寸法に熱間圧延して継目
無クラッド金属管を製造する方法において、熱間圧延温
度1250℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以
下で、1回目のピアサー圧延に引続き2回目のピアサー
圧延、またはピアサー圧延したのち、マンドレルミルに
より延伸圧延する。 【効果】 高Ni合金を内層とする継目無クラッド金属
管を、マンネスマン製管法により内面のカブレ疵なく製
造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マンネスマン製管法
により二重中空素管を熱間圧延して継目無クラッド金属
管を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、石油、天然ガスの需要が増加し、
世界各国で油田、ガス田の開発が進められてきたが、そ
れに伴って採掘し易い鉱床の数が減少し、最近では採掘
の困難な深く、しかも産出物中に湿潤な硫化水素や二酸
化炭素の含まれる腐食性雰囲気の油井、ガス井の割合が
多くなってきている。硫化水素や炭酸ガスなどの腐食性
環境下では、耐食性、特に耐硫化物応力腐食割れ性に優
れた油井管やガス井管(以下油井管という)が要求され
る。このため、油井、ガス井の掘削および採油、採ガス
などの油井管やラインパイプとして使用する継目無鋼管
は、高耐食性に対する要求が従来にも増して厳しくなっ
てきている。このため、二相ステンレス鋼継目無管や高
Ni合金継目無管の需要が増加している。ステンレス鋼
や高Ni合金等の難加工性金属からなる継目無管は、素
材が高価であるだけでなく、その合金成分が高くなる
と、変形抵抗が大きくなり、また変形能が小さくなるた
め、マンネスマン穿孔圧延機等による傾斜ロール穿孔圧
延が困難となり、熱間押出し式製管法等によって製造し
なければならず、製造コストが高価となっている。
【0003】一方、例えばボイラーチューブ等のよう
に、ステンレス鋼等の難加工性金属が継目無管の外表面
にあれば良い用途の場合には、外側に難加工性金属、内
側に加工性の良好な鋼材を配したクラッド管を使用すれ
ば、高価なステンレス鋼等の素材を節約することができ
る。また、油井管、ラインパイプあるいは化学工業プラ
ント用配管のように、ステンレス鋼や高Ni合金等の難
加工性金属が継目無管の内表面にあれば良い用途の場合
は、内層に難加工性金属、外層に加工性の良好な鋼材を
配した継目無クラッド金属管を使用すれば、高価なステ
ンレス鋼、高Ni合金等の素材を節約することができ、
耐食性能の経済的確保という点において有利である。
【0004】このような油井管やラインパイプ用途向け
の継目無クラッド金属管としては、外層材と内層材が冶
金的に完全結合していることが要求される。このような
高品質の継目無クラッド金属管を工業的規模で製造する
方法としては、図4に示すとおり、外層形成用外管1と
内層形成用内管2からなる二重中空素管3を素材とし、
この二重中空素管3の外管1と内管2とをその両端にお
いてシール溶接4し、ついでこれを所定の温度に加熱
し、図5に示すとおり、マンネスマン穿孔圧延機5を通
し、続いて図6のようにプラグミル、アッセルミル、ピ
ルガーミル等の延伸圧延機6を用い、熱間延伸圧延(圧
着圧延)を行う方法が知られている。この方法によれ
ば、外層材と内層材が完全かつ強固に圧着した継目無ク
ラッド金属管を得ることが可能である。
【0005】この場合に使用する二重中空素管として
は、大別して爆発圧着法、圧入法、冷間抽伸法、特開昭
59−163088号公報に開示の水圧拡管法、あるい
は特開昭61−172667号公報に開示の遠心鋳造法
等が知られている。また、特開昭61−172667号
公報には、外層形成用中空金属管内にこれと異種の内層
形成用の溶融金属を注入し、周方向に回転させて二層中
空素管を得、その後この二層中空素管を所定寸法に熱間
圧延加工し、継目無クラッド金属管を製造する方法が開
示されている。しかし、マンネスマン製管法による継目
無管の製造において、ステンレス鋼や高Ni合金は難加
工性で、変形抵抗が大きく、延伸圧延において加工発熱
が大きいことから、管内面にカブレ疵が発生し易い。特
にMoを含有するSUS316系や、Ni≧30%の高
Ni合金については、特にその傾向が顕著である。
【0006】また、マンネスマン製管法での継目無クラ
ッド金属管の製造においては、エロンゲータでの圧着圧
延が必要条件であることから、傾斜ロール式エロンゲー
タでの圧延条件としては、ロール傾斜角度を増してクラ
ッド素管半回転当りのロールとプラグ間での肉厚圧下量
を大きくし、延伸比を高くして肉厚加工度を大きくする
のが望ましいと考えられる。しかしながら、エロンゲー
タにおいて圧延ロールの高傾斜角度、高延伸比を達成す
るためには、難加工性で、かつ変形抵抗の大きい高Ni
合金を内管とする場合に発生する内面カブレ疵が問題と
なる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭61−17
2667号公報に開示の技術は、二層中空素管を得る方
法としては優れているが、図7に示すとおり、Ni≧3
0%の高Ni合金を内層とする二重中空素管を、マンネ
スマン製管法により所定寸法に熱間圧延加工するのは、
内面カブレ疵が発生して不可能である。
【0008】この発明の目的は、難加工性金属を内層に
配した二重中空素管の熱間圧延加工による継目無クラッ
ド金属管の製造において、二重中空素管の延伸圧延にお
ける内面カブレ疵の発生を防止できる継目無クラッド金
属管の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、二重中
空素管の高Ni合金の内層内面カブレ疵が発生するの
は、1250℃を超えると高温加工性が急激に低下する
こと、また、ピアサー圧延において延伸加工比が1.8
を超えると加工発熱が急激に大きくなることに起因する
もので、二重中空素材のピアサー圧延出口での管内面温
度および1回のピアサー圧延における延伸加工度を所定
範囲に保持することによって、内面カブレ疵の発生を防
止できることを究明し、この発明に到達した。
【0010】すなわちこの発明は、外層形成用中空金属
管内に難加工性中空金属管を内層として形成した二重中
空素管を、マンネスマン製管法により所定寸法に熱間圧
延加工して継目無クラッド金属管を製造する方法におい
て、熱間圧延温度1250℃以下、1回の圧延での延伸
加工比1.8以下で熱間圧延加工するのである。
【0011】また、外層形成用中空金属管内に難加工性
中空金属管を内層として形成した二重中空素管を、マン
ネスマン製管法により所定寸法に熱間圧延加工して継目
無クラッド金属管を製造する方法において、熱間圧延温
度1250℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以
下で、1回目のピアサー圧延に引続き2回目のピアサー
圧延するのである。
【0012】さらに、外層形成用中空金属管内に難加工
性中空金属管を内層として形成した二重中空素管を、マ
ンネスマン製管法により所定寸法に熱間圧延加工して継
目無クラッド金属管を製造する方法において、熱間圧延
温度1250℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8
以下で、ピアサー圧延を行い、引続きマンドレルミルに
より延伸圧延するのである。
【0013】
【作用】この発明において使用する外層形成用中空金属
管内に難加工性中空金属管を内層として形成した二重中
空素管は、爆発圧着法、圧入法、冷間抽伸法、特開昭5
9−163088号公報に開示の水圧拡管法、あるいは
特開昭61−172667号公報に開示の遠心鋳造法等
により、炭素鋼と難加工性金属から形成する。また、こ
の発明でいう難加工性金属とは、Ni:25〜60%、
Cr:10〜30%、Mo:1〜20%等の成分を含む
高Ni合金、Moを含有するSUS316系のステンレ
ス鋼等の耐腐食性材料をいう。この発明においてマンネ
スマン製管法により、熱間圧延温度1250℃以下、1
回の圧延での延伸加工比1.8以下で熱間圧延加工する
のは、熱間圧延温度が1250℃を超えると、図1に示
すとおり、内層を形成する難加工性金属の高温加工性が
急激に低下し、また、1回の圧延での延伸加工比が1.
8を超えると、図2に示すとおり、ピアサー圧延におけ
る管内面の温度が急激に上昇し、内面カブレ疵が発生す
るからである。
【0014】この発明において、熱間圧延温度1250
℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以下で、1回
目のピアサー圧延に引続き2回目のピアサー圧延する
か、あるいは熱間圧延温度1250℃以下、1回の圧延
での延伸加工比1.8以下で、ピアサー圧延を行い、引
続きマンドレルミルにより延伸圧延するのは、従来の継
目無製管機の前工程である素材の加熱炉(通常装入素材
長さは最大5m)を使用すると、ラインパイプ用として
常用されている約12mの継目無クラッド金属管を製造
するためには、1回の圧延での延伸加工比1.8以下を
満足すると、最低2回の圧延が必要だからである。
【0015】ピアサー圧延に供する二重中空素管の製造
方法については、特に限定されないが、難加工性のステ
ンレス鋼、高Ni合金等からなる内管を、普通鋼の外管
に挿入したのち、内管を内側から加圧・塑性変形させて
外管内面に接合させたもの、難加工性のステンレス鋼、
高Ni合金等からなる内管を、普通鋼の外管に挿入した
のち、合せ引き抽伸により接合させたもの、難加工性の
ステンレス鋼、高Ni合金等からなる内管を、普通鋼の
外管に挿入したのち、加熱して拡散接合させたもの、あ
るいは外層形成用外管に難加工性のステンレス鋼、高N
i合金等の溶融金属を注入し、円周方向に回転させて二
重中空管としたもの等いずれでもよい。
【0016】
【実施例】
実施例1 C:0.06%、Mn:1.40%、Nb:0.030
%、V:0.05%を含有する炭素鋼の外径210m
m、肉厚44mm、長さ4.5mの外管に、Ni:42
%、Cr:22%、Mo:3%を含有する高Ni合金の
外径116mm、肉厚12mm、長さ4.8mの内管を
装入し、水圧拡管により密着させ、かつ両端をシール溶
接して二重中空素管を形成した。該二重中空素管を回転
加熱炉で加熱温度を変えて加熱したのち、通常のマンネ
スマン製管機のピアサーに供給して延伸加工比を変えて
熱間圧延加工した。この場合におけるピアサー圧延出口
での管内面温度と、延伸加工比(1回のピアサー圧延に
おける圧延前後の管の長さの比[圧延後長さ/圧延前長
さ])と、管内面カブレ疵の発生状況を調査した。その
結果を図3に示す。図3に示すとおり、製管時の加工温
度が1250℃以下、延伸加工比が1.8以下で内面カ
ブレ疵発生のない良好な熱間圧延加工が可能であった。
【0017】実施例2 実施例1で使用したと同じ二重中空素管を使用し、加熱
温度1250℃に加熱したのち、通常のマンネスマン製
管機のピアサーに供給して延伸加工比1.6でピアサー
圧延を実施し、得られた外径219.1mm、肉厚23
mm、長さ7.2mの管を、引続きエロンゲータに供給
して延伸加工比1.75で延伸圧延を実施し、外径21
9.1mm、肉厚14.2mm、長さ12.6mの継目
無クラッド金属管を得た。なお、この場合において、ピ
アサーでの加工発熱のため温度変化はほとんどなく、エ
ロンゲータでの圧延前の加熱は不要であった。この継目
無クラッド金属管は、内面カブレ疵の有無を検査したと
ころ、内面カブレ疵発生は皆無であった。
【0018】実施例3 実施例1で使用したと同じ二重中空素管を使用し、加熱
温度1250℃に加熱したのち、通常のマンネスマン製
管機のピアサーに供給して延伸加工比1.6でピアサー
圧延を実施し、得られた外径219.1mm、肉厚23
mm、長さ7.2mの管を、引続きマンドレルミルに供
給して延伸加工比1.8で延伸圧延を実施し、外径19
3.7mm、肉厚15.8mm、長さ13.0mの継目
無クラッド金属管を得た。この継目無クラッド金属管
は、内面カブレ疵の有無を検査したところ、内面カブレ
疵の発生は皆無であった。
【0019】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、二重中空素管の熱間圧延加工において、圧延温度を
1250℃以下、延伸比を1.8以下とすることによっ
て、マンネスマン製管機での二重中空素管の熱間圧延加
工における内面カブレ疵の発生を防止することができ、
継目無クラッド金属管の内面不良による歩留低下や、製
管能率、稼働率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高Ni合金の加熱温度と高温ねじり試験の捩じ
り回数との関係を示すグラフである。
【図2】高Ni合金の延伸加工比と1回のピアサー圧延
における管内面温度上昇との関係を示すグラフである。
【図3】実施例1における延伸加工比と圧延温度と表面
カブレ疵発生の有無との関係を示すグラフである。
【図4】二重中空素管の縦断面図である。
【図5】二重中空素管のピアサー圧延の概念図である。
【図6】二重中空素管のピアサー圧延後のマンドレルミ
ルでの延伸圧延の概念図である。
【図7】高Ni合金のマンネスマン製管法法の不可能領
域を示すグラフである。
【符号の説明】
1 外管 2 内管 3 二重中空素管 4 シール溶接 5 穿孔圧延機 6 延伸圧延機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外層形成用中空金属管内に難加工性中空
    金属管を内層として形成した中空素管を、マンネスマン
    製管法により所定寸法に熱間圧延加工して継目無クラッ
    ド金属管を製造する方法において、熱間圧延温度125
    0℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以下で熱間
    圧延加工することを特徴とする継目無クラッド金属管の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 外層形成用中空金属管内に難加工性中空
    金属管を内層として形成した中空素管を、マンネスマン
    製管法により所定寸法に熱間圧延加工して継目無クラッ
    ド金属管を製造する方法において、熱間圧延温度125
    0℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以下で、1
    回目のピアサー圧延に引続き2回目のピアサー圧延する
    ことを特徴とする圧延クラッド継目無管の製造方法。
  3. 【請求項3】 外層形成用中空金属管内に難加工性中空
    金属管を内層として形成した中空素管を、マンネスマン
    製管法により所定寸法に熱間圧延加工して継目無クラッ
    ド金属管を製造する方法において、熱間圧延温度125
    0℃以下、1回の圧延での延伸加工比1.8以下で、ピ
    アサー圧延に引続き、マンドレルミルにより延伸圧延す
    ることを特徴とする圧延クラッド継目無管の製造方法。
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