JPH06226358A - 二層管の高周波曲げ加工方法 - Google Patents
二層管の高周波曲げ加工方法Info
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- JPH06226358A JPH06226358A JP4202193A JP4202193A JPH06226358A JP H06226358 A JPH06226358 A JP H06226358A JP 4202193 A JP4202193 A JP 4202193A JP 4202193 A JP4202193 A JP 4202193A JP H06226358 A JPH06226358 A JP H06226358A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高ニツケル合金鋼の内側層と高強度炭素鋼の
外側層との二層積層管である遠心力鋳造管を素管とし、
高周波曲げ加工により、クラツクや酸化損傷を生じさせ
ずにエルボウ管、Ｕ字管等の曲げ管に仕上げる。 【構成】 曲げ加工を、内側面温度７５０〜８００℃、
外側面温度１０００℃以下、送り速度０．５〜１．５ｍ
ｍ／秒、曲げ半径（Ｒ）３Ｄ以上（Ｄは管の外径）の条
件下に行う。管の内側層を形成する高ニツケル合金鋼
は、Ｃ：０．０５％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：１％
以下，Ｎｉ：３８〜４６％，Ｃｒ：１９．５〜２３．５
％，Ｍｏ：２．５〜３．５％，Ｃｕ：１．５〜３％，Ｎ
ｂ：０．６〜１．２％，残部実質的にＦｅからなる。
外側層との二層積層管である遠心力鋳造管を素管とし、
高周波曲げ加工により、クラツクや酸化損傷を生じさせ
ずにエルボウ管、Ｕ字管等の曲げ管に仕上げる。 【構成】 曲げ加工を、内側面温度７５０〜８００℃、
外側面温度１０００℃以下、送り速度０．５〜１．５ｍ
ｍ／秒、曲げ半径（Ｒ）３Ｄ以上（Ｄは管の外径）の条
件下に行う。管の内側層を形成する高ニツケル合金鋼
は、Ｃ：０．０５％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：１％
以下，Ｎｉ：３８〜４６％，Ｃｒ：１９．５〜２３．５
％，Ｍｏ：２．５〜３．５％，Ｃｕ：１．５〜３％，Ｎ
ｂ：０．６〜１．２％，残部実質的にＦｅからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二層管の高周波曲げ加
工方法、詳しくは、管の内側層が高ニツケル耐食合金鋼
からなり、外側層が炭素鋼からなる二層積層構造を有す
る遠心力鋳造管体に高周波曲げ加工を加えてエルボウ管
やＵ字管等の曲げ管を製造する方法に関する。
工方法、詳しくは、管の内側層が高ニツケル耐食合金鋼
からなり、外側層が炭素鋼からなる二層積層構造を有す
る遠心力鋳造管体に高周波曲げ加工を加えてエルボウ管
やＵ字管等の曲げ管を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温度・高圧力の腐食性ガスであるサワ
ーガスを運搬しなければならないサワー油井用配管部材
は、高圧力に耐える強度と、塩化物、炭酸ガス、硫化水
素ガス等を高濃度に含む腐食環境に対する腐食抵抗性を
必要とする。「インコロイ８２５」合金（３８〜４６Ｎ
ｉ−１９．５〜２３．５Ｃｒ−２．５〜３．５Ｍｏ−
１．５〜３Ｃｕ−０．６〜１．２Ｔｉ−Ｆｅ）は、この
ような用途に好適な高耐食性・高強度を有する高ニツケ
ル合金鋼であるが、このものは鍛造用材料として開発さ
れたものであり、遠心力鋳造管体等の鋳造品として使用
する場合の耐食性や強度は十分でない。その改良材とし
て、Ｔｉの添加に代え、０．６〜１．２％のＮｂを添加
した合金（Ｎｂ入りＩＮ８２５）が提案されている。
ーガスを運搬しなければならないサワー油井用配管部材
は、高圧力に耐える強度と、塩化物、炭酸ガス、硫化水
素ガス等を高濃度に含む腐食環境に対する腐食抵抗性を
必要とする。「インコロイ８２５」合金（３８〜４６Ｎ
ｉ−１９．５〜２３．５Ｃｒ−２．５〜３．５Ｍｏ−
１．５〜３Ｃｕ−０．６〜１．２Ｔｉ−Ｆｅ）は、この
ような用途に好適な高耐食性・高強度を有する高ニツケ
ル合金鋼であるが、このものは鍛造用材料として開発さ
れたものであり、遠心力鋳造管体等の鋳造品として使用
する場合の耐食性や強度は十分でない。その改良材とし
て、Ｔｉの添加に代え、０．６〜１．２％のＮｂを添加
した合金（Ｎｂ入りＩＮ８２５）が提案されている。
【０００３】上記Ｎｂ入りＩＮ８２５合金を使用した遠
心力鋳造管体は、高温度にさらされても良好な耐食性
（特に粒界腐食抵抗性）を失なわず、長期に亘り安定に
使用することができるが、これをサワー油井の配管構成
に使用する場合においては、必ずしもその管体の肉厚全
体を高ニツケル合金鋼とする必要はなく、腐食性ガスと
接触する内側層のみに高ニツケル合金鋼を適用し、外側
層は所要の強度を有する炭素鋼（例えば、ＡＰＩ ５Ｌ
Ｘ６０等）からなる二層積層構造のクラツド管（二層
管）とするのが材料コストの点からも有利である。遠心
力鋳造によれば二層管の鋳造も容易であり、外側層とな
る炭素鋼溶湯の鋳込みと、内側層となる高ニツケル合金
鋼溶湯の鋳込みの二段鋳造により、層界面が冶金学的に
結合した健全な二層管を得ることができる。
心力鋳造管体は、高温度にさらされても良好な耐食性
（特に粒界腐食抵抗性）を失なわず、長期に亘り安定に
使用することができるが、これをサワー油井の配管構成
に使用する場合においては、必ずしもその管体の肉厚全
体を高ニツケル合金鋼とする必要はなく、腐食性ガスと
接触する内側層のみに高ニツケル合金鋼を適用し、外側
層は所要の強度を有する炭素鋼（例えば、ＡＰＩ ５Ｌ
Ｘ６０等）からなる二層積層構造のクラツド管（二層
管）とするのが材料コストの点からも有利である。遠心
力鋳造によれば二層管の鋳造も容易であり、外側層とな
る炭素鋼溶湯の鋳込みと、内側層となる高ニツケル合金
鋼溶湯の鋳込みの二段鋳造により、層界面が冶金学的に
結合した健全な二層管を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】サワー油井の配管の構
築には、伸直の管体（直管）のほか、管継手としてエル
ボウ管やＵ字管等の曲げ管が必要である。遠心力鋳造管
（直管）を素管とする高周波曲げ加工によれば、炭素鋼
管から高合金鋼管に亘る各種管材種について、曲げ半径
（Ｒ）が２Ｄ以上（Ｄは素管の外径）の各種曲げ管を製
造することができる。しかしながら、内側層と外側層と
を異材種の組合せとした二層管を対象とする高周波曲げ
加工では、内・外層の高温域での性質が互いに異なるこ
とに因る加工の困難を付随し、特に鋳造組織は結晶粒が
比較的粗大であるために高ニツケル合金鋼層の曲げ特性
はあまり良くなく、クラツクを生じ易い等、単一材種の
管体と異なつて健全な曲げ管に仕上げることは容易でな
い。そこで本発明は、上記サワー油井等に使用される配
管部材として有用な、高ニツケル合金鋼からなる内側層
と、炭素鋼からなる外側層の二層積層体である遠心力鋳
造管体を素管として高周波曲げ加工により、クラツク等
を付随しない健全な曲げ管を製造する方法を提供しよう
とするものである。
築には、伸直の管体（直管）のほか、管継手としてエル
ボウ管やＵ字管等の曲げ管が必要である。遠心力鋳造管
（直管）を素管とする高周波曲げ加工によれば、炭素鋼
管から高合金鋼管に亘る各種管材種について、曲げ半径
（Ｒ）が２Ｄ以上（Ｄは素管の外径）の各種曲げ管を製
造することができる。しかしながら、内側層と外側層と
を異材種の組合せとした二層管を対象とする高周波曲げ
加工では、内・外層の高温域での性質が互いに異なるこ
とに因る加工の困難を付随し、特に鋳造組織は結晶粒が
比較的粗大であるために高ニツケル合金鋼層の曲げ特性
はあまり良くなく、クラツクを生じ易い等、単一材種の
管体と異なつて健全な曲げ管に仕上げることは容易でな
い。そこで本発明は、上記サワー油井等に使用される配
管部材として有用な、高ニツケル合金鋼からなる内側層
と、炭素鋼からなる外側層の二層積層体である遠心力鋳
造管体を素管として高周波曲げ加工により、クラツク等
を付随しない健全な曲げ管を製造する方法を提供しよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の二層管の高周波
曲げ加工方法は、内側層が、Ｃ：０．０５％以下，Ｓ
ｉ：１％以下，Ｍｎ：１％以下，Ｎｉ：３８〜４６％，
Ｃｒ：１９．５〜２３．５％，Ｍｏ：２．５〜３．５
％，Ｃｕ：１．５〜３％，Ｎｂ：０．６〜１．２％、残
部実質的にＦｅである高ニツケル合金鋼からなり、外側
層が高強度炭素鋼からなる二層積層体である遠心力鋳造
管体を素管として曲げ管を製造する方法において、素管
を、内側面温度：７５０〜８００℃、外側面温度：１０
００℃以下に加熱保持し、送り速度：０．５〜１．５ｍ
ｍ／秒で、曲げ半径Ｒ：３Ｄ以上（但し、Ｄは素管の外
径）の曲げ加工を行うことを特徴としている。
曲げ加工方法は、内側層が、Ｃ：０．０５％以下，Ｓ
ｉ：１％以下，Ｍｎ：１％以下，Ｎｉ：３８〜４６％，
Ｃｒ：１９．５〜２３．５％，Ｍｏ：２．５〜３．５
％，Ｃｕ：１．５〜３％，Ｎｂ：０．６〜１．２％、残
部実質的にＦｅである高ニツケル合金鋼からなり、外側
層が高強度炭素鋼からなる二層積層体である遠心力鋳造
管体を素管として曲げ管を製造する方法において、素管
を、内側面温度：７５０〜８００℃、外側面温度：１０
００℃以下に加熱保持し、送り速度：０．５〜１．５ｍ
ｍ／秒で、曲げ半径Ｒ：３Ｄ以上（但し、Ｄは素管の外
径）の曲げ加工を行うことを特徴としている。
【０００６】
【作用】遠心力鋳造二層管を素管とする上記加工条件下
に行われる高周波曲げ加工において、素管はその管温度
（加工温度）および加工速度の制御の効果として、高ニ
ツケル合金鋼からなる内側層のクラツクや、外側層との
積層界面の剥離等を生じず、また外側層の表面の実質的
な酸化損傷をきたすことなく、曲げ半径３Ｄ以上のエル
ボウ管やＵ字管等の各種曲げ形状を有する曲げ管に仕上
げられる。また、その加工条件において、曲げ加工を受
ける素管は、肉厚や内外層の層厚の厚薄に拘らず、かつ
管径の大小を問わず、小口径から大口径（例えば、外径
１００〜４００ｍｍ）に亘つてその曲げ加工を首尾よく
達成することができる。
に行われる高周波曲げ加工において、素管はその管温度
（加工温度）および加工速度の制御の効果として、高ニ
ツケル合金鋼からなる内側層のクラツクや、外側層との
積層界面の剥離等を生じず、また外側層の表面の実質的
な酸化損傷をきたすことなく、曲げ半径３Ｄ以上のエル
ボウ管やＵ字管等の各種曲げ形状を有する曲げ管に仕上
げられる。また、その加工条件において、曲げ加工を受
ける素管は、肉厚や内外層の層厚の厚薄に拘らず、かつ
管径の大小を問わず、小口径から大口径（例えば、外径
１００〜４００ｍｍ）に亘つてその曲げ加工を首尾よく
達成することができる。
【０００７】以下、本発明について詳しく説明する。曲
げ加工を受ける素管の加熱温度（加工温度）について、
その内側面の温度を７５０〜８００℃とし、外側面の温
度を１０００℃以下と限定したのは、曲げ加工性の低い
高ニツケル合金鋼からなる内側層を加工性の良好な状態
に維持すると共に、酸化を受け易い炭素鋼からなる外側
層を酸化損傷から保護しつつ曲げ加工を完結せしめるた
めである。すなわち、管の内側面の温度が７５０℃に満
たない低温度では、内側層の曲げ加工性が不十分なた
め、送り速度約０．５ｍｍ／秒ないしそれ以下の緩徐の
曲げ加工条件であつても、内側層のクラツクの発生を防
止することが困難となり、このため内側面の温度の下限
を７５０℃とする。管温度を高める程、内側層の曲げ加
工性は向上するが、８００℃を越えると、結晶粒の粗い
内側層（高ニツケル合金の鋳造組織は粗粒である）に粒
界割れが生じ易くなる等の不具合を招くため、８００℃
を上限とした。また、外側面の温度の上限を１０００℃
としたのは、これを越える高温度に加熱したのでは、外
側層の酸化損傷が著しくなることにより二層構造の健全
性が損なわれることになるからである。
げ加工を受ける素管の加熱温度（加工温度）について、
その内側面の温度を７５０〜８００℃とし、外側面の温
度を１０００℃以下と限定したのは、曲げ加工性の低い
高ニツケル合金鋼からなる内側層を加工性の良好な状態
に維持すると共に、酸化を受け易い炭素鋼からなる外側
層を酸化損傷から保護しつつ曲げ加工を完結せしめるた
めである。すなわち、管の内側面の温度が７５０℃に満
たない低温度では、内側層の曲げ加工性が不十分なた
め、送り速度約０．５ｍｍ／秒ないしそれ以下の緩徐の
曲げ加工条件であつても、内側層のクラツクの発生を防
止することが困難となり、このため内側面の温度の下限
を７５０℃とする。管温度を高める程、内側層の曲げ加
工性は向上するが、８００℃を越えると、結晶粒の粗い
内側層（高ニツケル合金の鋳造組織は粗粒である）に粒
界割れが生じ易くなる等の不具合を招くため、８００℃
を上限とした。また、外側面の温度の上限を１０００℃
としたのは、これを越える高温度に加熱したのでは、外
側層の酸化損傷が著しくなることにより二層構造の健全
性が損なわれることになるからである。
【０００８】曲げ加工における管体の送り速度（曲げ加
工速度）は、０．５〜１．５ｍｍ／秒とする。ここに送
り速度は、管の中心軸上のそれを意味している。送り速
度が緩徐であると生産性が阻害され、かつ管径の変形
（楕円化等）を生じる原因となる。このため、０．５ｍ
ｍ／秒を下限とする。他方１．５ｍｍ／秒を越える送り
速度では、高ニツケル合金鋼の内側層のクラツクや、外
側層との積層界面の剥離等が生じ易くなるからであり、
このようなクラツクや層界面の剥離等を防止しつつ真円
度の良好な曲げ管を得るためには、０．５〜１．５ｍｍ
／秒の範囲の送り速度とすることが必要である。また、
曲げ半径（Ｒ）を、素管外径Ｄの３倍以上に制限したの
は、曲げ半径をそれより小さく設定すると、前記加工温
度および加工速度を満足する曲げ加工においても、管体
の背側に微細なクラツクが発生し易くなるからである。
なお、曲げ角度は広範囲に設定することができ、９０°
エルボウ管等はもとより、Ｕ字管等の曲げ加工も容易で
ある。
工速度）は、０．５〜１．５ｍｍ／秒とする。ここに送
り速度は、管の中心軸上のそれを意味している。送り速
度が緩徐であると生産性が阻害され、かつ管径の変形
（楕円化等）を生じる原因となる。このため、０．５ｍ
ｍ／秒を下限とする。他方１．５ｍｍ／秒を越える送り
速度では、高ニツケル合金鋼の内側層のクラツクや、外
側層との積層界面の剥離等が生じ易くなるからであり、
このようなクラツクや層界面の剥離等を防止しつつ真円
度の良好な曲げ管を得るためには、０．５〜１．５ｍｍ
／秒の範囲の送り速度とすることが必要である。また、
曲げ半径（Ｒ）を、素管外径Ｄの３倍以上に制限したの
は、曲げ半径をそれより小さく設定すると、前記加工温
度および加工速度を満足する曲げ加工においても、管体
の背側に微細なクラツクが発生し易くなるからである。
なお、曲げ角度は広範囲に設定することができ、９０°
エルボウ管等はもとより、Ｕ字管等の曲げ加工も容易で
ある。
【０００９】次に本発明の高周波曲げ加工が行われる二
層管の内側層を構成する高ニツケル合金鋼の成分限定理
由を説明する。 Ｃ：０．０５％以下 Ｃは、合金を強化する効果を有するが、反面耐食性の低
下を招くので、耐食性確保のため０．０５％を上限とす
る。
層管の内側層を構成する高ニツケル合金鋼の成分限定理
由を説明する。 Ｃ：０．０５％以下 Ｃは、合金を強化する効果を有するが、反面耐食性の低
下を招くので、耐食性確保のため０．０５％を上限とす
る。
【００１０】Ｓｉ：１％以下 Ｓｉは合金溶湯の脱酸作用を有し、また鋳造性を高める
効果を有する。そのための添加量は１％までで十分であ
り、それをこえる必要はない。
効果を有する。そのための添加量は１％までで十分であ
り、それをこえる必要はない。
【００１１】Ｍｎ：１％以下 Ｍｎは合金溶湯の脱酸作用を有し、またＳをＭｎＳとし
て固定無害化する働きを有する。このための添加量は１
％まで十分であり、それをこえる必要はない。
て固定無害化する働きを有する。このための添加量は１
％まで十分であり、それをこえる必要はない。
【００１２】Ｎｉ：３８〜４６％ Ｎｉは、Ｃｒ，Ｆｅ等と共に安定なオーステナイト地を
形成する。Ｎｉの添加は、不働態の強化、塩素イオンを
含む溶液や非酸化性酸に対する腐食抵抗性の強化等に奏
効し、また応力腐食割れに対する抵抗性を高める。しか
し、添加増量に伴つて次第にその効果は飽和し、それ以
上の添加は経済性を損なう。このため、３８〜４６％と
する。
形成する。Ｎｉの添加は、不働態の強化、塩素イオンを
含む溶液や非酸化性酸に対する腐食抵抗性の強化等に奏
効し、また応力腐食割れに対する抵抗性を高める。しか
し、添加増量に伴つて次第にその効果は飽和し、それ以
上の添加は経済性を損なう。このため、３８〜４６％と
する。
【００１３】Ｃｒ：１９．５〜２３．５％ Ｃｒは合金の不働態化に必要な元素であり、酸化性酸に
対する抵抗性を高めると共に、耐孔食性の向上等に著効
を示す。Ｍｏとの共存により、１９．５〜２３．５％の
範囲内で孔食等に対する十分な抵抗性が得られ、それ以
上に増量しても効果は殆ど変わらない。このため、１
９．５〜２３．５％とする。
対する抵抗性を高めると共に、耐孔食性の向上等に著効
を示す。Ｍｏとの共存により、１９．５〜２３．５％の
範囲内で孔食等に対する十分な抵抗性が得られ、それ以
上に増量しても効果は殆ど変わらない。このため、１
９．５〜２３．５％とする。
【００１４】Ｍｏ：２．５〜３．５％ Ｍｏは基地の固溶強化や炭化物の形成により強度を高
め、また不働態の安定化、塩素イオンを含む腐食環境に
おける孔食抵抗性の向上等の効果を有する。しかし、多
量に添加すると応力腐食割れ感受性が増大する。このた
め、２．５〜３．５％とする。
め、また不働態の安定化、塩素イオンを含む腐食環境に
おける孔食抵抗性の向上等の効果を有する。しかし、多
量に添加すると応力腐食割れ感受性が増大する。このた
め、２．５〜３．５％とする。
【００１５】Ｃｕ：１．５〜３％ Ｃｕは基地の固溶強化、非酸化性酸に対する耐食性の向
上等に奏効する。またＭｏとの共存下に耐孔食性の改善
に大きな効果を示す。反面、多量添加に伴つて、基地の
靱性が低下し曲げ加工性が悪くなる。このため、１．５
〜３％とする。
上等に奏効する。またＭｏとの共存下に耐孔食性の改善
に大きな効果を示す。反面、多量添加に伴つて、基地の
靱性が低下し曲げ加工性が悪くなる。このため、１．５
〜３％とする。
【００１６】Ｎｂ：０．６〜１．２％ Ｎｂは、合金の熱間加工性を損なわずに耐食性、殊に粒
界腐食抵抗性を高める効果を有する。またＮｂは微細炭
化物となつて転位上に優先析出し強度を高める。この効
果は０．６％以上の添加により得られる。添加増量によ
りその効果を増すが、あまり多くなると溶接性の低下、
および熱間加工性の低下をきたすので．１．２％を上限
とする。
界腐食抵抗性を高める効果を有する。またＮｂは微細炭
化物となつて転位上に優先析出し強度を高める。この効
果は０．６％以上の添加により得られる。添加増量によ
りその効果を増すが、あまり多くなると溶接性の低下、
および熱間加工性の低下をきたすので．１．２％を上限
とする。
【００１７】Ｐ、Ｓ、その他の不純分元素は、通常の溶
製技術上不可避的に付随する量の混在が許容される。例
えばＰ、Ｓは合金の耐食性の点から好ましくないが、そ
れぞれ０．０４％以下であれば、実質的な悪影響をきた
すことはない。
製技術上不可避的に付随する量の混在が許容される。例
えばＰ、Ｓは合金の耐食性の点から好ましくないが、そ
れぞれ０．０４％以下であれば、実質的な悪影響をきた
すことはない。
【００１８】上記高ニツケル合金鋼からなる内側層を包
囲する外側層の炭素鋼の材種は特に限定されないが、管
の高強度化の点から、例えばＣ：０．１６％以下，Ｓ
ｉ：０．５％以下，Ｍｎ：１．５％以下，Ｐ：０．０２
５％以下，Ｓ：０．０１％以下，Ｎｉ：０．６％以下，
Ｃｒ：０．３５％以下，Ｍｏ：０．３％以下，Ｖ：０．
１％以下，Ｆｅ：Ｂａｌであつて、かつ良好な溶接性を
確保するため、Ｃ当量＝Ｃ（％）＋Ｍｎ／６（％）＋
（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５（％）＋（Ｃ ｕ＋Ｎｉ）／１
５の値が０．４０（％）以下であるもの（代表的には、
ＡＰＩ ５Ｌ Ｘ６０等）が、外側層を形成する炭素鋼
の好適な例として挙げられる。
囲する外側層の炭素鋼の材種は特に限定されないが、管
の高強度化の点から、例えばＣ：０．１６％以下，Ｓ
ｉ：０．５％以下，Ｍｎ：１．５％以下，Ｐ：０．０２
５％以下，Ｓ：０．０１％以下，Ｎｉ：０．６％以下，
Ｃｒ：０．３５％以下，Ｍｏ：０．３％以下，Ｖ：０．
１％以下，Ｆｅ：Ｂａｌであつて、かつ良好な溶接性を
確保するため、Ｃ当量＝Ｃ（％）＋Ｍｎ／６（％）＋
（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５（％）＋（Ｃ ｕ＋Ｎｉ）／１
５の値が０．４０（％）以下であるもの（代表的には、
ＡＰＩ ５Ｌ Ｘ６０等）が、外側層を形成する炭素鋼
の好適な例として挙げられる。
【００１９】高ニツケル合金鋼の内側層と炭素鋼の外側
層を有する遠心力鋳造二層管を素管とする本発明の高周
波曲げ加工は、前記加工条件の規定を除いて、特別の制
約や条件は付加されず、常法に従つて行うことができ
る。素管である遠心力鋳造管体は、鋳肌の凹凸や表層の
偏析、引け巣等（これらは、遠心力鋳造における凝固の
メカニズム上、管の内側面に生じ易く、そのまま曲げ加
工を行うと、これを起点とするクラツクが発生し易い）
を除去するための機械加工が加えられて適当な表面粗さ
（例えば２５Ｓ以上）として曲げ加工に供される。曲げ
加工に供するに際しては、必要に応じ、素管の鋳造に起
因する残留歪みや組織的なムラを解消するための焼なま
し処理が施される。焼なまし処理は、温度約１０００〜
１１００℃に適当時間加熱保持することにより行われ
る。
層を有する遠心力鋳造二層管を素管とする本発明の高周
波曲げ加工は、前記加工条件の規定を除いて、特別の制
約や条件は付加されず、常法に従つて行うことができ
る。素管である遠心力鋳造管体は、鋳肌の凹凸や表層の
偏析、引け巣等（これらは、遠心力鋳造における凝固の
メカニズム上、管の内側面に生じ易く、そのまま曲げ加
工を行うと、これを起点とするクラツクが発生し易い）
を除去するための機械加工が加えられて適当な表面粗さ
（例えば２５Ｓ以上）として曲げ加工に供される。曲げ
加工に供するに際しては、必要に応じ、素管の鋳造に起
因する残留歪みや組織的なムラを解消するための焼なま
し処理が施される。焼なまし処理は、温度約１０００〜
１１００℃に適当時間加熱保持することにより行われ
る。
【００２０】図１は本発明の二層管の高周波曲げ加工の
具体例を模式的に示している。１は、素管Ｐの送路を形
成するガイドローラ、２は高周波電源に接続された誘導
加熱コイル、３は素管Ｐを把持拘束するクランプアーム
である。クランプアーム３は、その基端側の支軸４を中
心として回動自在なように支承されている。素管Ｐはガ
イドローラ１，１…上に担持され、先端側をクランプア
ーム３に把持されて高周波加熱コイル２により加熱され
ながら、矢符方向Ｆの押出し力をうけてガイドローラ
１，１…に沿つて前方に押出され、その加熱下の前進移
動に伴つてクランプアーム３の支軸４を中心とする回動
により曲げ加工が加えられる。高周波加熱コイル２には
冷媒吐出孔（図示せず）が設けられ、曲げ加工直後の管
体は冷媒（水または空気等）の加圧流により外側面から
冷却される。上記曲げ加工における管温度は高周波電源
の出力および送り速度により任意に調節される。また管
体の曲げ半径はクランプアーム３のアーム長さにより任
意に設定され、そのクランプアーム３の回動角度によ
り、９０°エルボウ管やＵ字管等の所望の曲げ角度を有
する曲げ管に仕上げることができる。
具体例を模式的に示している。１は、素管Ｐの送路を形
成するガイドローラ、２は高周波電源に接続された誘導
加熱コイル、３は素管Ｐを把持拘束するクランプアーム
である。クランプアーム３は、その基端側の支軸４を中
心として回動自在なように支承されている。素管Ｐはガ
イドローラ１，１…上に担持され、先端側をクランプア
ーム３に把持されて高周波加熱コイル２により加熱され
ながら、矢符方向Ｆの押出し力をうけてガイドローラ
１，１…に沿つて前方に押出され、その加熱下の前進移
動に伴つてクランプアーム３の支軸４を中心とする回動
により曲げ加工が加えられる。高周波加熱コイル２には
冷媒吐出孔（図示せず）が設けられ、曲げ加工直後の管
体は冷媒（水または空気等）の加圧流により外側面から
冷却される。上記曲げ加工における管温度は高周波電源
の出力および送り速度により任意に調節される。また管
体の曲げ半径はクランプアーム３のアーム長さにより任
意に設定され、そのクランプアーム３の回動角度によ
り、９０°エルボウ管やＵ字管等の所望の曲げ角度を有
する曲げ管に仕上げることができる。
【００２１】所望の曲げ形状に加工した後、高ニツケル
合金鋼の内側層に対する安定化熱処理と、炭素鋼の外側
層に対する調質熱処理としての焼入れ・焼もどし処理が
施される。これらの熱処理は、まず内側層の安定化熱処
理と外側層の焼入れ処理とを兼ねて、温度９５０℃±３
０℃に適当時間（肉厚１インチ当り約２Ｈｒが適当）加
熱保持した後、水冷する第１段の処理と、外側層の焼も
どし処理として、温度６７０℃±３０℃に適当時間（肉
厚１インチ当り約２Ｈｒが適当）加熱保持した後、空冷
する第２段の処理とにより首尾よく達成される。内側層
は第１段での安定化熱処理により、前記化学組成を有す
る高ニツケル合金鋼として高耐食性と高強度を発現し、
外側層は第１段での焼入れとそれにつづく第２段での焼
もどし処理とにより、内側層の特性を損なうことなく、
強度、靱性、処理が付与される。
合金鋼の内側層に対する安定化熱処理と、炭素鋼の外側
層に対する調質熱処理としての焼入れ・焼もどし処理が
施される。これらの熱処理は、まず内側層の安定化熱処
理と外側層の焼入れ処理とを兼ねて、温度９５０℃±３
０℃に適当時間（肉厚１インチ当り約２Ｈｒが適当）加
熱保持した後、水冷する第１段の処理と、外側層の焼も
どし処理として、温度６７０℃±３０℃に適当時間（肉
厚１インチ当り約２Ｈｒが適当）加熱保持した後、空冷
する第２段の処理とにより首尾よく達成される。内側層
は第１段での安定化熱処理により、前記化学組成を有す
る高ニツケル合金鋼として高耐食性と高強度を発現し、
外側層は第１段での焼入れとそれにつづく第２段での焼
もどし処理とにより、内側層の特性を損なうことなく、
強度、靱性、処理が付与される。
【００２２】
【実施例】炭素鋼からなる外側層と高ニツケル合金鋼か
らなる内側層を有する遠心力鋳造された二層管に機械加
工を加えて素管とし、図１に示した高周波曲げ加工装置
により曲げ加工を行つてＵ字管を得る（曲げ半径Ｒ：３
Ｄ）。 （Ｉ）素管材質 内側層（高ニツケル合金鋼）の化学組成（ｗｔ％） Ｃ：０．０２，Ｓｉ：０．３１，Ｍｎ：０．４９，Ｎ
ｉ：４４．３，Ｃｒ：２２．１，Ｍｏ：３．３，Ｃｕ：
２．０，Ｎｂ：１．０，Ｆｅ：Ｂａｌ。 外側層（炭素鋼）の化学組成（ｗｔ％） Ｃ：０．１，Ｓｉ：０．３６，Ｍｎ：０．８６，Ｎｉ：
０．３１，Ｃｒ：０．０３，Ｍｏ：０．１９，Ｖ：０．
０８，Ｆｅ：Ｂａｌ（ＡＰＩ ５Ｌ Ｘ６０相当材）。 （ＩＩ）素管サイズ（機械加工後） 外径：１６８．３ｍｍ，肉厚：１８．５ｍｍ（内側層
３ｍｍ，外側層 １５．８ｍｍ），表面粗さ：３０Ｓ。
らなる内側層を有する遠心力鋳造された二層管に機械加
工を加えて素管とし、図１に示した高周波曲げ加工装置
により曲げ加工を行つてＵ字管を得る（曲げ半径Ｒ：３
Ｄ）。 （Ｉ）素管材質 内側層（高ニツケル合金鋼）の化学組成（ｗｔ％） Ｃ：０．０２，Ｓｉ：０．３１，Ｍｎ：０．４９，Ｎ
ｉ：４４．３，Ｃｒ：２２．１，Ｍｏ：３．３，Ｃｕ：
２．０，Ｎｂ：１．０，Ｆｅ：Ｂａｌ。 外側層（炭素鋼）の化学組成（ｗｔ％） Ｃ：０．１，Ｓｉ：０．３６，Ｍｎ：０．８６，Ｎｉ：
０．３１，Ｃｒ：０．０３，Ｍｏ：０．１９，Ｖ：０．
０８，Ｆｅ：Ｂａｌ（ＡＰＩ ５Ｌ Ｘ６０相当材）。 （ＩＩ）素管サイズ（機械加工後） 外径：１６８．３ｍｍ，肉厚：１８．５ｍｍ（内側層
３ｍｍ，外側層 １５．８ｍｍ），表面粗さ：３０Ｓ。
【００２３】（ＩＩＩ）高周波曲げ加工条件 表１参照。曲げ加工直後の管体の冷却は、高周波加熱コ
イルに設けた冷媒吐出孔から加圧水を管外面に供給して
行つた。
イルに設けた冷媒吐出孔から加圧水を管外面に供給して
行つた。
【００２４】表２は上記高周波曲げ加工により得られた
Ｕ字曲げ管の品質評価を示している。表中、Ｎｏ．１〜
３は発明例、Ｎｏ．１１〜１４は比較例である。比較例
Ｎｏ．１１〜１４はいずれも送り速度は本発明の規定を
満たしているが、Ｎｏ．１１は管の内側面温度が上限温
度より高く、Ｎｏ．１２は内側面温度が下限温度より低
い例、Ｎｏ．１３は管の外側面温度が上限温度より高
く、Ｎｏ．１４は管の外側面および内側面とも、それぞ
れの上限温度より高い例である。発明例Ｎｏ．１〜３の
曲げ管は、いずれもクラツク等の欠陥がなく、真円度も
良好である。他方、比較例Ｎｏ．１１は、管の内側面温
度が高過ぎたため、内側層に粒界割れ、縄目状のクラツ
クが発生し、Ｎｏ．１２は、管の内側面温度が低過ぎた
ため、内側層にクラツクが発生している。Ｎｏ．１３は
外側面の温度が高過ぎたために、外側層表面に多量のス
ケールが生成し、また外側面温度および内側面温度が高
過ぎたＮｏ．１４では、外側層表面のスケールの多量生
成と、内側層の粒界割れの欠陥を生じている。
Ｕ字曲げ管の品質評価を示している。表中、Ｎｏ．１〜
３は発明例、Ｎｏ．１１〜１４は比較例である。比較例
Ｎｏ．１１〜１４はいずれも送り速度は本発明の規定を
満たしているが、Ｎｏ．１１は管の内側面温度が上限温
度より高く、Ｎｏ．１２は内側面温度が下限温度より低
い例、Ｎｏ．１３は管の外側面温度が上限温度より高
く、Ｎｏ．１４は管の外側面および内側面とも、それぞ
れの上限温度より高い例である。発明例Ｎｏ．１〜３の
曲げ管は、いずれもクラツク等の欠陥がなく、真円度も
良好である。他方、比較例Ｎｏ．１１は、管の内側面温
度が高過ぎたため、内側層に粒界割れ、縄目状のクラツ
クが発生し、Ｎｏ．１２は、管の内側面温度が低過ぎた
ため、内側層にクラツクが発生している。Ｎｏ．１３は
外側面の温度が高過ぎたために、外側層表面に多量のス
ケールが生成し、また外側面温度および内側面温度が高
過ぎたＮｏ．１４では、外側層表面のスケールの多量生
成と、内側層の粒界割れの欠陥を生じている。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、高ニツケル合金鋼の内
側層と炭素鋼の外側層からなる遠心力鋳造された直管を
使用してエルボウ管やＵ字管等の曲げ管を高周波曲げ加
工により製造することができる。得られる曲げ管は、高
強度・高耐食性を有し、例えばサワー油井用配管構築の
ための管継手等として有用である。
側層と炭素鋼の外側層からなる遠心力鋳造された直管を
使用してエルボウ管やＵ字管等の曲げ管を高周波曲げ加
工により製造することができる。得られる曲げ管は、高
強度・高耐食性を有し、例えばサワー油井用配管構築の
ための管継手等として有用である。
【図１】高周波曲げ加工の例を示す模式的説明図であ
る。
る。
１：ガイドローラ、２：高周波誘導加熱コイル、３：ク
ランプアーム、４：支軸、Ｐ：管。
ランプアーム、４：支軸、Ｐ：管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 39/00 8508−3Ｊ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３７１ 8915−3Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 内側層が、Ｃ：０．０５％以下，Ｓｉ：
１％以下，Ｍｎ：１％以下，Ｎｉ：３８〜４６％，Ｃ
ｒ：１９．５〜２３．５％，Ｍｏ：２．５〜３．５％，
Ｃｕ：１．５〜３％，Ｎｂ：０．６〜１．２％、残部実
質的にＦｅである高ニツケル合金鋼からなり、外側層が
高強度炭素鋼からなる二層積層体である遠心力鋳造管体
を素管として高周波曲げ加工により曲げ管を製造する方
法において、 素管を、内側面温度：７５０〜８００℃、外側面温度：
１０００℃以下に加熱保持し、送り速度：０．５〜１．
５ｍｍ／秒で、曲げ半径Ｒ：３Ｄ以上（但し、Ｄは素管
の外径）の曲げ加工を行うことを特徴とする二層管の高
周波曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202193A JPH06226358A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 二層管の高周波曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202193A JPH06226358A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 二層管の高周波曲げ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226358A true JPH06226358A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=12624519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202193A Pending JPH06226358A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 二層管の高周波曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06226358A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1122005A2 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-08 | Kubota Corporation | Bent pipe for passing therethrough a material containing solids |
| KR100456036B1 (ko) * | 2002-01-08 | 2004-11-06 | 이호영 | 세로형 고로의 냉각 패널 |
| CN102139301A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-08-03 | 中山市奥美森工业有限公司 | 长u弯管机 |
| CN114130873A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 一种大口径薄壁弯头成型方法 |
| KR102382457B1 (ko) * | 2021-07-15 | 2022-04-08 | 광일케미스틸(주) | 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP4202193A patent/JPH06226358A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1122005A2 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-08 | Kubota Corporation | Bent pipe for passing therethrough a material containing solids |
| EP1122005A3 (en) * | 2000-02-02 | 2003-02-26 | Kubota Corporation | Bent pipe for passing therethrough a material containing solids |
| KR100456036B1 (ko) * | 2002-01-08 | 2004-11-06 | 이호영 | 세로형 고로의 냉각 패널 |
| CN102139301A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-08-03 | 中山市奥美森工业有限公司 | 长u弯管机 |
| KR102382457B1 (ko) * | 2021-07-15 | 2022-04-08 | 광일케미스틸(주) | 이중보온관용 스팀파이프엘보 제조방법 |
| CN114130873A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-04 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 一种大口径薄壁弯头成型方法 |
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