JPH06134613A - 溶接鋼管の内面ビード除去方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】電縫鋼管の内面溶接ビード部の形状を良好にす
るための内面ビード除去手段を提供する。 【構成】管内面ビード切削用マンドレル２０の先端に、
流体圧シリンダー２４にて管径方向に可動となす圧延ロ
ール２３を備えた内面圧延ロールユニットを可動に取付
け、マンドレル２０の冷却水通路２０−１を通して冷却
水が導入される構造となす。電縫鋼管１の外面には圧延
ロール２３と対にバックアップロールを設けられてい
る。管内面ビード６はマンドレル２０先端の切削バイト
２１により切削除去され、続いてその切削部が管内面圧
延ロール２３と管外面バッアップロールにより圧延平滑
化される。 【効果】電縫鋼管の肉厚の変動に対応でき、管内面圧延
ロールユニットが高寿命となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶接鋼管（電縫鋼
管）の内面溶接ビードを除去する方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電縫鋼管は周知の通り、素材の帯鋼を一
群の成形ロールによって管状に連続成形したのち、その
管状に成形されたオープンパイプの両エッジ部を電気抵
抗溶接法を用いて加熱圧接し、製造される。この電縫鋼
管の内外面に発生する溶接ビードは、バイト等により切
削除去する方法により処理されているが、特に管内面ビ
ードについては、内面形状や品質等を重要視する電縫鋼
管の場合、ビード切削部形状に留意する必要がある。

【０００３】電縫鋼管の内面ビードの除去方法として
は、先端にバイトを取付けたマンドレルを管内に挿入し
て切削除去する方法が一般的であるが、この切削除去方
式の場合は切削部形状を未切削の母材部と段差なく平滑
にすることが難しい。そこで、内面ビード部の形状を良
好にするための手段が各種提案されている。

【０００４】内面ビード部の形状を良好にするための手
段としては、大きくわけて、（１）内面ビードを未除去
のまま押しつぶす方法と、（２）内面ビード除去部をロ
ールで平滑化する方法の２つがある。

【０００５】（１）の方法としては、内面ビードをロー
ルで押しつぶす方法が知られている（特開昭５２−１５
６７５８号公報、特開昭５６−１０９１１１号公報、特
開昭５６−１０９１１３号公報、特開昭５８−１９９６
２４号公報等参照）。その代表例として、例えば特開昭
５６−１０９１１３号公報に記載されているものを図８
に示す。この内面ビード除去装置は、電縫鋼管１の内部
に挿入されるシャフト２の先端部に装着されたホルダー
３に一対のコロ４を回転自在に取付け、さらにこのコロ
が当接する位置の外側に上下一対のバックアップロール
５を設置し、前記コロ４により管内面ビードを押しつぶ
して平滑にする装置である。

【０００６】（２）の方法としては、例えば図９に示す
ごとく、電縫鋼管１の内面ビード６をシュー７でこそぎ
取った後、管内に挿入されたマンドレル８の先端部にホ
ルダー９を介して装着した圧着ローラ１０にて溶接部の
内面を圧延平滑化する方法（特開平１−３０６１７６号
公報参照）、図１０に示すごとく、マンドレル８の先端
に装着された切削バイト１１付きバイトホルダー１２に
圧延用ロール１３を取付け、この圧延用ロール１３に溶
接部を介して対向配置される圧延用外ロール１４とによ
り、内面ビード切削部を圧延平滑化する装置（実開昭６
２−１０５７１２号公報参照）等が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の技術には、以下に記載する問題点がある。すなわち、
（１）の内面ビードをロールで押しつぶす方法は、溶接
部を平滑化することは可能であるも、この方法はいずれ
も酸化物等のスラグ成分を含んだ内面ビードを当該鋼管
自体に内在させてしまう欠点があり、組織的に不均一と
なるため強度、耐腐食性が要求されるような用途には向
かない。

【０００８】（２）の方法を採用した特開平１−３０６
１７６号公報に記載されている内面ビード除去方法の場
合は、（イ）シューによって除去された内面ビードの一
部を管自体に刷り込んでしまう可能性が高いこと、
（ロ）圧着ロールの位置が固定となっているため、鋼管
の肉厚が変動すると圧延の効果が変化すること、および
肉厚が大幅に変化する場合ロールユニットの段取替が必
要となること、（ハ）ロールユニットの冷却が考慮され
ていないため、ロール寿命、摺動部寿命が短く、また熱
間電縫鋼管の製造には適用できないこと等の欠点があ
る。

【０００９】また、実開昭６２−１０５７１２号公報に
記載されている溶接部圧延装置の場合は、圧延ロールが
ビード切削バイトと一体構造となっているため、ロール
位置変動や製管中の振動の影響により内面ビード切削が
不安定となり易い欠点があり、また前記と同様、ロール
ホルダーの冷却が考慮されていないため、ロール、回転
軸、軸受等の寿命が短いという欠点がある。

【００１０】この発明は、このような従来技術の欠点を
解消するためになされたもので、電縫鋼管の肉厚の変化
に対応できるとともに、内面ビード切削の安定化とロー
ルユニットの耐久性の向上がはかられ、さらに熱間電縫
鋼管の製造にも適用可能な溶接鋼管の内面ビード除去方
法およびその装置を提案しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、内面ビード
をバイトによって切削した後、管外面をサポートするロ
ールと、管内に配置された流体圧シリンダーによって管
径方向に可動となす圧延ロールとによって切削部を圧
延、平滑化する方法を要旨とし、またその方法を実施す
るための装置として、管内面ビード切削用マンドレルの
先端に、流体圧シリンダーによって管径方向に可動とな
す一対またはそれ以上の圧延ロールを有するロールユニ
ットを首振り機構を介して装着し、かつ該ロールユニッ
トは通水構造となすとともに前記マンドレルを通して冷
却水を供給する構造となし、該ロールユニットの圧延ロ
ールと対にバックアップロールを管外面に配置した構成
となしたことを要旨とする。

【００１２】

【作用】管内面ビード切削後に当該溶接部を圧延するの
で、内面ビードに含まれるスラグ等の酸化物が管内に内
在することがない。

【００１３】内面圧延ロールを流体圧シリンダーにて管
径方向に可動となしているため、管の肉厚変動に対応で
きる。

【００１４】管内面圧延ロールユニットを内面切削用バ
イト付きマンドレルに首振り機構を介して装着している
ので、圧延によるロールユニットの変動の影響が内面ビ
ード切削に現れることがない。

【００１５】管内面圧延ロールユニットが水冷構造とな
しているので、ロール、回転軸、軸受等の寿命が向上す
るとともに、熱間電縫鋼管の製造にも適用できる。

【００１６】

【実施例】図１はこの発明の一実施例装置を示す側面
図、図２は図１のＡーＡ線上の縦断正面図、図３は同上
装置の拡大縦断側面図、図４、図５、図６はこの発明の
他の実施例装置を示す縦断側面図であり、２０は水冷構
造のマンドレル、２１は切削バイト、２２は管内面圧延
ロールユニット、２３は管内面圧延ロール、２４は小型
油圧シリンダー、２５は管外周バックアップロールであ
る。

【００１７】水冷構造のマンドレル２０は、内部に冷却
水通路２０−１を有し、先端部に内面ビード切削バイト
２１が取付けられている。管内面圧延ロールユニット２
２は、このマンドレル２０の先端に連結軸２６を介して
管径方向に首振り可能に取付けられている。

【００１８】管内面圧延ロールユニット２２は、図３に
その内部構造を拡大して示すごとく、隔壁２２−１にて
２室に区分され、各室は連通孔２２−２にて連通されて
いる。このロールユニットに内蔵された小型油圧シリン
ダー２４は前記隔壁２２−１に管径方向に設置されてお
り、このシリンダーと同一中心線上に一対の管内面圧延
ロール２３が取付けられている。この圧延ロールのう
ち、溶接部側に位置する圧延ロール２３は当該ユニット
本体に軸２３−１にて回転自在に取付けられ、溶接部と
反対側に位置する圧延ロール２３は小型油圧シリンダー
２４が設置されている室に可動に内嵌した軸受２３−２
に軸２３−３にて回転自在に取付けられている。２３−
４は連通孔である。２７はマンドレル２０の冷却水通路
２０−１と連通するユニット冷却水通路であり、この通
路を通して小型油圧シリンダー２４の油圧配管２８を接
続している。

【００１９】管外周バックアップロール２５は、管内面
圧延ロールユニット２２の各管内面圧延ロール２３に対
向して設置されている。

【００２０】上記装置において、管内面ビード６はマン
ドレル２０の先端に取付けられている切削バイト２１に
より連続的に切削される。この内面ビード切削部は、当
該切削バイト２１の前方に位置し小型油圧シリンダー２
４にて管内面に押圧されている圧延ロール２３と管外周
バックアップロール２５にて圧延される。管内面圧延ロ
ールユニット２２は、連結軸２６を介してマンドレル２
０に可動に連結されているため、内面ビード切削部の圧
延中に発生する当該ロールユニットの変動はこの可動連
結部で吸収され、内面ビード切削に影響をおよぼすこと
はない。また、管内面圧延ロールユニット２２内には、
マンドレル２０の冷却水通路２０−１と連通するユニッ
ト冷却水通路２７から常時冷却水が導入されているた
め、電縫鋼管の溶接熱による影響は極めて少ない。

【００２１】また、内面圧延ロール２３は小型油圧シリ
ンダー２４にて管径方向に可動であるから、電縫鋼管の
肉厚が変化しても小型油圧シリンダー２４の油圧を一定
に保持することにより常に一定の圧延効果を得ることが
できる。

【００２２】図４は管内面圧延ロールユニットの可動機
構を例示したもので、マンドレル２０の先端にボルト等
にて締結した接続治具３０にロールユニット３１を凹凸
嵌合方式にて管径方向に可動に接続したものである。３
２は冷却水配管で、マンドレル２０の冷却水通路２０−
１と接続されている。

【００２３】図５、図６は管内面圧延ロールを一対以上
設けた例で、図５の場合は１室構造の管内面圧延ロール
ユニット３３の内面ビードと反対側に位置する圧延ロー
ル２３を２個取付けた例であり、図６は一対の圧延ロー
ル２３を２組設けた例であり、この場合は１室構造の管
内面圧延ロールユニット３４に内蔵した小型油圧シリン
ダー２４にて可動に内嵌した軸受３４−１に内面ビード
側の圧延ロール２３を軸支している。

【００２４】なお、図面は省略したが、この発明では圧
延ロールの支持手段にアーム方式を採用することも可能
である。この場合はロール支持アームを小型油圧シリン
ダーにて管径方向に可動に支持することができる。ま
た、小型油圧シリンダー２４の油圧配管と冷却水通路は
必ずしも兼用する必要はなく、冷却水通路と油圧配管は
経路を独立させてもよい。

【００２５】実施例１ 図１〜図３に示すこの発明装置を熱間電縫鋼管（外径３
４ｍｍ、肉厚３．２ｍｍ）の製造に適用し、内面圧延ロ
ールの圧延荷重を種々変化させた場合のビード横偏肉値
の測定結果を図７に示す。図７の結果より、この発明装
置によれば、内面圧延ロールの圧延荷重を制御するだけ
で内面ビード切削部を容易にかつ良好に平滑化できるこ
とが明らかである。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明は管内面
ロールユニットに流体圧シリンダーにて管径方向に可動
となす内面圧延ロールにて切削後の溶接部を圧延、平滑
化する方式であるから、電縫鋼管の肉厚変動にかかわら
ず一定の圧延効果を得ることができ、内面ビード切削部
を良好に平滑化でき、また管内面ロールユニットを首振
り機構を介してマンドレルに取付けているため圧延によ
るロールユニットの変動が内面ビード切削に影響を及ぼ
すことがなく、内面ビード切削の安定化がはかられ、さ
らに管内面ロールユニットを冷却構造となしたことによ
りロールユニット全体の寿命を向上できる等のすぐれた
効果を奏する。また、この発明装置は内面ビード切削用
マンドレルの先端に取付けて実施できるので、既設の電
縫鋼管製造設備に容易に適用できる利点があり、冷間お
よび熱間を問わず電縫鋼管製造設備の稼働率および電縫
鋼管の品質の向上に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例装置を示す側面図である。

【図２】図１のＡーＡ線上の縦断正面図である。

【図３】同上装置の拡大縦断側面図である。

【図４】同上装置における管内面圧延ロールユニットを
凹凸嵌合方式にて可動に設けた例を示す縦断側面図であ
る。

【図５】同上装置における一対の管内面圧延ロールを３
個構成した例を示す縦断側面図である。

【図６】同上装置における一対の管内面圧延ロールを２
組設けた構成例を示す縦断側面図である。

【図７】この発明の実施例における圧延荷重とビード横
偏肉値の関係を示す図である。

【図８】管内面ビードをローラで押しつぶす方法を採用
した従来の内面ビード除去装置の一例を示す概略側面図
である。

【図９】管内面ビードをシューで除去したのち溶接部を
圧着ローラで圧延平滑化する方法の一例を示す概略側面
図である。

【図１０】管内面ビード切削バイトと圧延ロールとを一
体に設けて溶接部を圧延平滑化する装置の一例を示す概
略側面図である。

【符号の説明】

１ 電縫鋼管 ２０ 水冷構造のマンドレル ２１ 切削バイト ２２ 管内面圧延ロールユニット ２３ 管内面圧延ロール ２４ 小型油圧シリンダー ２５ 管外周バックアップロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状に成形されたオープンパイプの両エ
   ッジ部を加熱圧接することによって製造される溶接鋼管
   の内面ビードを除去する方法において、内面ビードをバ
   イトによって切削した後、管外面をサポートするロール
   と、管内に配置された流体圧シリンダーによって管径方
   向に可動となす圧延ロールとによって切削部を圧延、平
   滑化することを特徴とする溶接鋼管の内面ビード除去方
   法。
2. 【請求項２】 管状に成形されたオープンパイプの両エ
   ッジ部を加熱圧接することによって製造される溶接鋼管
   の内面ビードを、先端にバイトを有する内面ビード切削
   用マンドレルにて除去する装置において、前記管内面ビ
   ード切削用マンドレルの先端に、流体圧シリンダーによ
   って管径方向に押圧された一対またはそれ以上の圧延ロ
   ールを有するロールユニットを首振り機構を介して装着
   し、該ロールユニットは通水構造となすとともに前記マ
   ンドレルを通して冷却水を供給するごとく構成し、該ロ
   ールユニットの圧延ロールと対にバックアップロールを
   管外面に配置したことを特徴とする溶接鋼管の内面ビー
   ド除去装置。