JPH06126337A - 溶接管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接管の製造方法においてロール成形を高精
度に行い、歩留りの向上を図る。 【構成】 エッジ曲げロールＲをブレークダウンロール
ＢとクラスタロールＣとの間に設け、且つこのエッジ曲
げロールＲはブレークダウンロールＢ₄ のスタンド１に
並設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接管の製造方法に関
し、詳しくはロール成形過程における金属帯の曲成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接管は、多数の成形ロール群を用いて
金属帯をその幅方向の両側エッジ部が相対向するよう湾
曲せしめた後、加熱装置にてこの両側エッジ部を加熱溶
融せしめつつスクイズロールにて衝合溶接して製造され
る。この溶接管は継目無管と比較して肉厚寸法精度が格
段に優れ、しかも安価であるという利点があり、広く利
用されている。

【０００３】前記金属帯をロール成形するには、一般に
ブレークダウンロール，クラスタロール及びフィンパス
ロールを用いて徐々に湾曲させるが、その方法としてセ
ンターベンド法及びエッジベンド（Ｗベンド型）法と呼
ばれるものがある。

【０００４】図８は、センターベンド法の実施状態を示
す模式図である。図中Ｓは、金属帯（ストリップ）、Ｏ
Ｐはオープンパイプ、Ｂはブレークダウンロール、Ｃは
クラスタロール、Ｆはフィンパスロールを示している。
金属帯Ｓは矢符で示す方向へ移送され、ブレークダウン
ロールＢ，クラスタロールＣ及びフィンパスロールＦを
この順に通過し、両側エッジ部Ｅ，Ｅが相対向するよう
湾曲されオープンパイプＯＰに成形される。

【０００５】図９は、図８に示すロール群により金属帯
を成形する過程を示す説明図である。ブレークダウンロ
ールＢ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｂ₄ により平坦な金属帯Ｓは中
央部から徐々に曲成されクラスタロールＣ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ
₃ により両側エッジ部Ｅ，Ｅ間が漸近せられフィンパス
ロールＦ₁ ，Ｆ，Ｆ，Ｆにより円形へと成形される。こ
のセンターベンド法は最も基本的な成形法であるが、薄
肉管の製造に対してはこれらロール群の通過中に縁波が
発生したり、フィンパスロールＦ₁ ，Ｆ，Ｆ，Ｆの通過
中にエッジ座屈が発生したり、さらにその後のスクイズ
ロール（図示せず）で突合せ目違いが発生したりという
問題があった。これらの現象は溶接微小欠陥（ペネトレ
ータ）を発生させ製管品質を低下させていた。

【０００６】このような問題点を解決しようとしたもの
が図10に示すエッジベンド（Ｗベンド型）法である。こ
の方法においては図８に示すブレークダウンロールＢ₁
の上流側にさらにエッジ曲げロールＢ₀ を備える。図11
は図10に示すロール群により成形される成形過程を示す
説明図である。このエッジベンド法では、先ずエッジ曲
げロールＢ₀ により金属帯Ｓの両側を内側へ曲成する。
そのとき金属帯Ｓの中央部はやや盛り上がる。その後ブ
レークダウンロールＢにより中央部を徐々に外側へ凹ま
せて曲成し、以下センターベンド法と同様クラスタロー
ルＣ，フィンパスロールＦを用いて成形する。しかしな
がら、このエッジベンド法は主に直径が１ｍ程度の大径
製管において採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この方法を採用する場
合、従来のセンターベンド型の製管機を改造して用いる
ことが多いが、そうするとエッジ曲げロールを取り付け
るためのエッジ曲げ用スタンドを新たに増設する必要が
ある。またこの場合金属帯をスムーズにエッジ曲げロー
ルへ装入するための駆動装置が必要となることが多い。
さらに金属帯を先ずＷ字型に曲成するため金属帯のエッ
ジ部の高さ及びボトムラインの形状，ライン高さが変更
され、既設スタンド及びロール穴型の改造も必要とな
る。これらのことを行うには多額の費用を要し実用化に
は不都合であった。本発明は、斯かる事情に鑑みてなさ
れたものであり、大掛かりな改造をせずにエッジベンド
法を採用し、製管品質を向上させる溶接管の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接管の製
造方法は、金属帯をその長手方向に移行しつつ幅方向の
両側エッジ部が相対向するよう湾曲成形してオープンパ
イプとし、該オープンパイプの両側エッジ部を溶接して
溶接管を製造する方法において、前記金属帯をブレーク
ダウンロール，エッジ曲げロール，クラスタロール及び
フィンパスロールをこの順で用いて前記オープンパイプ
とすることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明にあっては、金属帯を、先ずブレークダ
ウンロールによりその中央部から徐々に曲成し、次にエ
ッジ曲げロールによりエッジ部を内側へ曲成し、さらに
クラスタロールにより両側エッジ部を漸近させ、さらに
フィンパスロールにより円形へと成形してオープンパイ
プとなす。

【００１０】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る溶接管の製
造方法の実施状態を示す模式図である。図中Ｓは、金属
帯，ＯＰはオープンパイプ、Ｂはブレークダウンロー
ル、Ｒはエッジ曲げロール，Ｃはクラスタロール、Ｆは
フィンパスロールを示している。金属帯Ｓは矢符で示す
方向へ移送され、ブレークダウンロールＢ，エッジ曲げ
ロールＲ，クラスタロールＣ及びフィンパスロールＦを
この順に通過し、両側エッジ部Ｅ，Ｅが相対向するよう
湾曲されオープンパイプＯＰに成形される。

【００１１】前記エッジ曲げロールＲは、その上流側に
位置するブレークダウンロールＢ₄のスタンドに設置し
てある。図２はブレークダウンロールＢ₄ 及びエッジ曲
げロールを備えたスタンド１を示す模式図であり、図２
(a) はその正面図であり、図２(b) はその側面図であ
る。スタンド１の下流側面には上下移動可能な支持部２
が取り付けられている。この支持部２は正面形状がほぼ
Ｍ字型をしており、Ｍ字の両側の縦部の高さ方向ほぼ中
央部には、曲成された金属帯エッジ部の外側に接触する
エッジ曲げロールＲ₁ ，Ｒ₁ が１個ずつ、金属帯の幅方
向及び上下方向の移動が可能なように配設され、Ｍ字中
央の下端部には両側に前記金属帯の内側に接触するエッ
ジ曲げロールＲ₂ ，Ｒ₂ が１個ずつ金属帯の幅方向の移
動が可能なように配設されている。これらエッジ曲げロ
ールＲ₁ ，Ｒ₂ は、側面が凸面をなし、高さ20mm，最大
直径40mmのロールであり、上下方向に貫通された軸によ
り軸支されている。

【００１２】以上の如き構成の装置を用いて本発明方法
を実施する場合、対象製品となるのは外径 127.0〜 60
9.6mm, 肉厚 2.0〜10.0mmの管が適当である。この理由
は以下の通りである。エッジ曲げロールＲの直径は強度
制約により40mm以上が必要と考えられ、管の内側にこれ
を２個備えた支持部２中央の下端部を通すには 127.0mm
以上の直径が必要である。なお 127.0mm未満の場合は従
来のエッジベンド法を採用しても装置は大掛かりでない
ため改造による負担が小さく、エッジ曲げを行う必要性
も少ない。また外径の上限 609.6mmは現在のＥＲＷ法の
最大外径である。そしてロール強度の面より最大肉厚は
10mmとした。最小肉厚は上述の外径に適応するサイズで
ある。また（肉厚／外径）× 100≦ 2.0％であると薄肉
品における前述の問題（縁波，エッジ座屈，突合せ目違
い）の発生を防止することができると共にエッジ曲げロ
ールの強度の面からも好ましい。

【００１３】上述の管サイズの範囲でφ244.5 ×t3.2,
JIS STK490の管を対象とした場合の実験例について述べ
る。図３はエッジ曲げロールＲのサイズ，設置位置を示
す説明図である。エッジ曲げロールＲ₁ ，Ｒ₂ の直径は
いずれも40mmであり、長さは20mmである。金属帯Ｓのボ
トムラインとエッジ部Ｅとの垂直距離は 300mmである。
エッジ曲げロールＲ₁ の最大直径部とエッジ部Ｅとの垂
直距離をａ，エッジ曲げロールＲ₁ ，Ｒ₂ 間の高さ差異
をｂ，エッジ曲げロールＲ₁ ，Ｒ₂ と金属帯Ｓとの接点
間の水平距離をｃとすると、これらａ，ｂ，ｃは以下の
範囲で設定するのが望ましい。先ずエッジ曲げの効果よ
り、ａは小さい程よいが金属帯Ｓの揺れにより外れない
ために５〜10mmが適当である。ｂの値も小さい方がエッ
ジ曲げ効果は大きいが過度に小さくするとロールマーク
が発生するため、肉厚の８倍以上に設定する必要があ
る。ｃの値は大きい程よいがｂの値との兼ね合いによっ
てはロールマークが発生する。このようなａ，ｂ，ｃの
設定は、支持部２及びエッジ曲げロールＲ₁ ，Ｒ₂ の前
述の移動により行う。

【００１４】図４に各肉厚（ｔ＝３，６，９mm）におけ
るロールマーク発生限界を示す。縦軸にｃ値，横軸にｂ
値を採って示してあり、ロールマーク発生限界はほぼ正
比例の関係を示し、この線より上方ではロールマークが
発生する。よってこの線より下側の範囲でｂ，ｃ値を設
定する必要がある。

【００１５】次に、これら全ての条件を満たす範囲で
ａ，ｂ，ｃを設定し製管を行った結果について説明す
る。先ずフィンパスロールＦと金属帯Ｓとの接触面につ
いて調べた。図５はフィンパスロールＦ₁ との接触面を
感圧紙により調べた結果を示す模式図であり、図５(a)
はエッジ曲げを行わない場合を示し、図５(b) は本発明
方法によりエッジ曲げを行った場合を示す。図５より明
らかな如く本発明方法を用いると接触範囲（斜線部）は
移送前後方向で均等に広がっており、これによりエッジ
座屈発生の防止効果が得られた

【００１６】次に、突合せ目違い不良について調べた。
図６は従来方法（エッジ曲げなし）と本発明方法とを比
較して示すグラフである。従来方法では20％に近かった
突合せ目違い不良率が本発明方法によれば５％程度にま
で激減した。さらに溶接微小欠陥の発生率については偏
平試験を行い、外表面の微小ワレ長さ合計を１ｍ当たり
に換算したもの（ペネ指数）により評価した。図７はこ
れを従来方法と本発明方法とを比較して示すグラフであ
り、縦軸にペネ指数を採り、横軸に管の外径（Ｄ）に対
する肉厚（ｔ）の比率（ｔ／Ｄ）を採って示してある。
実線及び●は従来方法を示している。従来方法において
は（ｔ／Ｄ）＜２である場合のペネ指数は極端に高かっ
た（５以上）が、本発明方法においては例えばφ244.5
×t3.2の管サイズでもペネ指数は４程度と大幅に低減さ
れた。

【００１７】以上のように本発明方法を用いた製管では
問題点が解消され品質向上が実現した。なお本発明方法
ではロールの改造及びスタンドの新設が必要でなく、効
率のよい品質向上方法であるといえる。また本実施例に
用いたφ244.5 ×t3.2の製管に関しては歩留りが13％上
昇した。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明方法にあっては、
エッジ曲げロールをブレークダウンロールとクラスタロ
ールとの間に設置してエッジベンド法を採用することと
したので、センターベンド法に用いられる従来装置を小
規模の改造により簡単にエッジベンド法を行い得、製管
品質及び歩留りも向上する等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接管の製造方法の実施状態を示
す模式図である。

【図２】図１に示すエッジ曲げロールを備えたスタンド
を示す模式図である。

【図３】図１に示すエッジ曲げロールのサイズ，設置位
置を示す説明図である。

【図４】図１に示すエッジ曲げロールの設置位置におけ
るロールマーク発生限界を示すグラフである。

【図５】フィンパスロールと金属帯との接触面を示す模
式図である。

【図６】突合せ目違い不良率を示すグラフである。

【図７】ペネ指数を示すグラフである。

【図８】センターベンド法の実施状態を示す模式図であ
る。

【図９】図８に示すロール群による成形過程を示す模式
図である。

【図１０】エッジベンド法の実施状態を示す模式図であ
る。

【図１１】図10に示すロール群による成形過程を示す説
明図である。

【符号の説明】

Ｓ 金属帯 ＯＰ オープンパイプ Ｅ エッジ部 Ｂ ブレークダウンロール Ｃ クラスタロール Ｆ フィンパスロール Ｒ エッジ曲げロール １ スタンド ２ 支持部

フロントページの続き (72)発明者 柿原 昌祐 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯をその長手方向に移行しつつ幅方
   向の両側エッジ部が相対向するよう湾曲成形してオープ
   ンパイプとし、該オープンパイプの両側エッジ部を溶接
   して溶接管を製造する方法において、前記金属帯をブレ
   ークダウンロール，エッジ曲げロール，クラスタロール
   及びフィンパスロールをこの順で用いて前記オープンパ
   イプとすることを特徴とする溶接管の製造方法。