JPH07214154A

JPH07214154A - 高強度耐食分岐管の製造方法

Info

Publication number: JPH07214154A
Application number: JP6012038A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Inui; 一幸乾; Ryutaro Motoki; 龍太郎元木; Hideo Fujita; 秀雄藤田; Hiroshi Makino; 宏牧野; Hiroaki Okano; 宏昭岡野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】高強度材料よりなる外層部と、耐食性材料よ
りなる内層部とを一体化させて高強度耐食分岐管を製造
するに際し、従来採用されていた熱間玉抜き法における
問題、及び、所望の形状の分岐管を得たい場合に採用さ
れる削り出し法における問題をいずれも解消し得る手段
を提供する。【構成】外層部１を前記内層部２とは独立的に分岐管
形状に成形した後、その外層部１における直管部４相当
部分に、内層部２形成用の筒状体５を内嵌した上で、そ
の筒状体５内に圧力をかけるバルジ成型を、筒状体５の
一部が外層部１から食み出す条件まで実行して、筒状体
５を外層部１の内面に密着させ、且つ、筒状体５が外層
部１から食み出した部分を除去した後、筒状体５と外層
部１との密着面の全端面を、前記密着面が脱気された条
件下で溶接した上で、それらの組合せ体に熱間静水圧圧
縮処理を施して、筒状体５と外層部１とを一体化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油配管用等に使用さ
れる高強度耐食分岐管の製造方法に関し、更に詳しく
は、直管部の長手方向中間部に、その直管部と交叉する
方向へ分岐する分岐部を連設した分岐管を製造するに際
し、その分岐管の外層部を高強度材料にて構成し、且
つ、内層部を耐食性材料にて構成しつつ、それら両層部
を一体化させて高強度耐食分岐管を製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】海底油田から海上基地までの石油配管に
おける分岐継手等の用途に使用される高強度耐食分岐管
としては、構造用炭素鋼やステンレス鋼、又はそれらの
鋳鋼等の高強度材料にて構成された外層部と、Inconel6
25やIncoloy825等の耐食性材料にて構成された内層部と
を分岐管形状に一体化したものが使用されている。この
ような高強度耐食分岐管を製造するには、従来、前記高
強度材料よりなる外層部と前記耐食性材料よりなる内層
部とを直管の状態に一体成形した二層管（例えば、二層
状態に遠心力鋳造された直管）に対して、分岐部を形成
すべき部分に機械加工によって開口を設けた後、その二
層管を適宜の熱間加工温度に加熱しつつ、その二層管に
対して、その管の開口部をしごくように、棒付き半玉状
の治具を前記開口経由で管内から管外へ移動させる加工
（以下、熱間玉抜き法という）を施すことにより、分岐
部を形成して前記分岐管を完成させる、という方法が実
施されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来方法によれば、前記二層管に対して、その管の開口
部が局部的にしごかれるような加工を施すため、前記耐
食性材料よりなる内層部が前記開口部において外方へ膨
れ上がるようなシワが発生し、最終的に得られる前記分
岐管の形状（特に、分岐部の断面形状）を所望の形状と
することができない、という問題があった。そこで、所
望の形状の前記分岐管を得るためには、全体が前記耐食
性材料よりなる素材を、機械加工によって分岐管形状に
削り出すという方法（以下、削り出し法という）が従来
採用されていたが、この削り出し法による場合には、加
工コストが非常に高くなる上、所定の強度を得るために
厚肉の分岐管を採用する必要が生じて、製品の薄肉軽量
化の実現が難しい、という問題があった。本発明は、こ
のような実情に着目してなされたものであり、従来の熱
間玉抜き法における問題も、所望の形状の分岐管を得た
い場合に採用される前記削り出し法における問題も、い
ずれも一挙に解消し得る手段を提供することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度耐食
分岐管の製造方法（以下、本発明方法という）は、直管
部の長手方向中間部に、その直管部と交叉する方向へ分
岐する分岐部を連設した分岐管を製造するに際し、その
分岐管の外層部を高強度材料にて構成し、且つ、内層部
を耐食性材料にて構成しつつ、それら両層部を一体化さ
せて高強度耐食分岐管を製造する方法であって、前記外
層部を、前記内層部とは独立的に、分岐管形状に成形し
た後、その外層部における前記直管部相当部分に、前記
内層部形成用の筒状体を内嵌した上で、その筒状体内に
圧力をかけるバルジ成型を、前記筒状体の一部が前記外
層部から食み出す条件まで実行して、前記筒状体を前記
外層部の内面に密着させ、且つ、前記筒状体が前記外層
部から食み出した部分を除去した後、前記筒状体と前記
外層部との密着面の全端面を、前記密着面が脱気された
条件下で溶接した上で、それらの組合せ体に熱間静水圧
圧縮処理を施して、前記筒状体と前記外層部とを一体化
させることを第１の特徴構成として備えている。

【０００５】また、前記外層部を、前記内層部とは独立
的に、分岐管形状に成形した上で、前記外層部の内面側
全体に鑞（ろう）材層を形成した後、前記外層部におけ
る前記直管部相当部分に、前記内層部形成用の筒状体を
内嵌した上で、その筒状体内に圧力をかけるバルジ成型
を、前記筒状体の一部が前記外層部から食み出す条件ま
で実行して、前記筒状体を前記外層部の内側に密着さ
せ、且つ、前記筒状体が前記外層部から食み出した部分
を除去した後、前記筒状体と前記外層部との組合せ体
を、前記鑞材層のみが溶融する温度まで加熱して、前記
筒状体と前記外層部とを鑞接によって一体化させること
を第２の特徴構成として備えている。

【０００６】

【作用】第１の特徴構成を備えた本発明方法によれば、
前記内層部とは独立的に分岐管形状に成形した外層部に
おける直管部相当部分に、内層部形成用の筒状体を内嵌
した上で、その筒状体内に圧力をかけるバルジ成型を施
すこととするので、前記筒状体に対して、従来の熱間玉
抜き法のような局部的なしごき加工が付与されるのでは
なく、前記筒状体に、前記バルジ成型に基づく前記外層
部の内面への密着変形が有効に生じるようになる。しか
も、その密着変形後においては、不要な食み出し部分の
除去が行われると共に、前記熱間静水圧圧縮処理に基づ
いて、前記筒状体と前記外層部との有効な一体化が実現
されるようになる。従って、従来の熱間玉抜き法による
場合に生じるような問題、即ち、前記内層部が部分的に
外方へ膨れ上がるようなシワが発生し所望形状の高強度
耐食分岐管が得られないという問題が解消されるように
なる。また、上述のバルジ成型及び熱間静水圧圧縮処理
によって、前記外層部及びそれに内嵌された前記筒状体
から一挙に、前記両層部が有効に一体化された高強度耐
食分岐管の略完成品が得られるので、全体が耐食性材料
よりなる素材を削り出す前記削り出し法に比して、加工
コストの低減が可能となる上、高強度材料よりなる前記
外層部の存在によって製品の薄肉軽量化が実現されるよ
うになる。

【０００７】

【発明の効果】その結果、第１の特徴構成を備えた本発
明方法によれば、従来の熱間玉抜き法における問題も、
所望形状の分岐管を得たい場合に採用される前記削り出
し法における問題も、いずれも一挙に解消されて、本発
明の目的が達成される。

【０００８】尚、第２の特徴構成を備えた本発明方法に
よれば、前記バルジ成型に基づいて前記筒状体が前記外
層部の内面へ有効に密着変形した後において、前記筒状
体と前記外層部とを有効に一体化させるのに、装置外壁
を耐圧構造にする必要がある熱間静水圧圧縮処理装置を
準備しなくても、それに替えて、装置外壁を耐圧構造に
する必要のない簡易な加熱装置の使用で実現可能な前記
鑞接を利用するだけで済むようになる。従って、設備面
でのコスト低減を図ることができる、という効果が生じ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】〔第１実施例〕図１には、本発明方法の第
１実施例の手順が示されている。図中、１は、構造用炭
素鋼（例えば、ＪＩＳ規格：Ｓ４５Ｃ若しくはそれに近
い各種規格鋼材）やステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ規
格：ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６若しくはそれらに近い
各種規格鋼材）、又は、それらの鋳鋼等の高強度材料に
て構成された外層部であり、２は、適宜の耐食性材料
（例えば、Inconel625やIncoloy825等の耐食合金）にて
構成された内層部である。

【００１１】本発明方法の第１実施例の手順を説明する
に、先ず、前記外層部１を、前記内層部２（図１（ハ),
（ニ）参照）とは独立的に分岐管形状（肉厚：２３ｍ
ｍ）に成形する（図１（イ）参照）。その分岐管形状へ
の成形は、例えば、次のようにして完成させる。即ち、
前記高強度材料よりなる遠心力鋳造管を素管として採用
し、その素管に対して、分岐部３を形成すべき部分に機
械加工によって開口を設けた後、前記素管を適宜の熱間
加工温度に加熱しつつ、その素管に対して、その素管の
開口部をしごくように棒付き半玉状の治具を前記開口経
由で管内から管外へ移動させる加工（即ち、前記熱間玉
抜き法）を施すことにより、前記分岐部３を形成して前
記分岐管形状への成形を完成させる。尚、この分岐管形
状への成形は、上述した方法以外の他の手段（例えば、
バルジ成型や置注鋳造法等）によっても可能である。

【００１２】このようにして、前記外層部１を独立的に
分岐管形状に成形した後、その外層部１における直管部
４相当部分に、前記内層部２（図１（ハ),（ニ）参照）
形成用の筒状体５（肉厚：３ｍｍ）を内嵌する（図１
（ロ）参照）。尚、前記筒状体５は、前記耐食性材料よ
りなる板状素材を円筒状に巻き成形した後、その突合せ
部をＴＩＧ溶接して円筒体を完成させることで容易に得
られるが、この他にも、遠心力鋳造法によっても容易に
得られる。

【００１３】そして、前記筒状体５内に圧力をかけるバ
ルジ成型を、前記筒状体５の一部が前記外層部１（更に
詳しくは、前記外層部１における分岐部３相当部分の開
口）から食み出す条件まで実行して、前記筒状体５を前
記外層部（１）内面に密着させた後（図１（ハ）参
照）、前記筒状体５が前記外層部１から食み出した部分
を機械加工によって除去する。

【００１４】そして、前記筒状体５と前記外層部１との
密着面の全端面を、前記密着面が脱気された条件下で溶
接する（図１（ニ）参照）。その脱気条件下での溶接
は、具体的には、次のようにして実施する。即ち、前記
外層部１と、その内面に密着後の筒状体５との継ぎ目露
出部７の全てを、ＴＩＧ溶接法又は電子ビーム溶接法に
てシール可能状態に溶接することとするが、前記密着面
の脱気のため、少なくとも最後に溶接する継ぎ目露出部
７を電子ビーム溶接法にて溶接する。尚、全ての継ぎ目
露出部７、８を電子ビーム溶接してもよい。

【００１５】そして、前記外層部１と前記密着後の筒状
体５との組合せ体を熱間静水圧圧縮処理装置内へ装入
し、その組合せ体に対して適宜条件（例えば、温度：１
１００〜１２００℃、圧力：１０００気圧前後）の熱間
静水圧圧縮処理を施すことにより、前記密着後の筒状体
５を前記外層部１の内面に熱間静水圧圧縮接合させて、
前記外層部１と前記内層部２とを有効に一体化させる。

【００１６】その後、前記溶接によって余分に盛り上が
った部分等の外観不良部分を、適宜の機械加工によって
仕上げることにより、所望の高強度耐食分岐管を得る。

【００１７】〔第２実施例〕図２には、本発明方法の第
２実施例の手順が示されている。尚、図面において第１
実施例と同一の符号で表示した部分は同一又は相当の部
分を示している。

【００１８】本発明方法の第２実施例の手順を説明する
に、先ず、前記外層部１を、前記内層部２（図２（ニ),
（ホ）参照）とは独立的に分岐管形状（肉厚：２３ｍ
ｍ）に成形する（図２（イ）参照）。その分岐管形状へ
の成形は、第１実施例と同様の手段によって容易に実現
される。

【００１９】このようにして、前記外層部１を独立的に
分岐管形状に成形した後、その外層部１の内面側全体に
鑞（ろう）材層６を形成した後（図２（ロ）参照）、そ
の外層部１における直管部４相当部分に、前記内層部２
（図２（ニ),（ホ）参照）形成用の筒状体５（肉厚：３
ｍｍ）を内嵌する（図２（ハ）参照）。尚、この筒状体
５は、第１実施例と同様の手段によって容易に得られ
る。

【００２０】そして、前記筒状体５内に圧力をかけるバ
ルジ成型を、前記筒状体５の一部が前記外層部１（更に
詳しくは、前記外層部１における分岐部３相当部分の開
口）から食み出す条件まで実行して、前記筒状体５を前
記外層部１内面に密着させた後（図２（ニ）参照）、前
記筒状体５が前記外層部１から食み出した部分を機械加
工によって除去する。

【００２１】そして、前記密着後の筒状体５と前記外層
部１との組合せ体を、適宜加熱装置内に装入し、その加
熱装置内にて前記鑞材層６のみが溶融する温度まで加熱
することにより、前記密着後の筒状体５と前記外層部１
との鑞接を行わせ、その鑞接によって、前記外層部１と
前記内層部２とを有効に一体化させる。

【００２２】尚、前記筒状体５が前記外層部１から食み
出した部分の除去は、前記鑞接の後において実施しても
よい。

【００２３】〔別実施例〕上述の第１実施例において
は、変形後の筒状体５と外層部１との密着面を脱気され
た条件下にシールするのに、ＴＩＧ溶接法に加えて、真
空雰囲気下での溶接が行われる電子ビーム溶接法を利用
することとしたが、各種事情から前記電子ビーム溶接法
を利用したくない場合は、ＴＩＧ溶接法にて全ての継ぎ
目露出部を溶接した後、適宜箇所に設けた脱気チューブ
経由で前記密着面を真空脱気した上でその脱気チューブ
をピンチングするという手段を採用することもできる。

【００２４】上述の各実施例は、分岐部が一つの分岐管
の製造方法において本発明方法を適用したものであった
が、前記分岐部が複数存在する分岐管の製造方法におい
ても本発明方法を適用することができる。

【００２５】また、前記外層部の材質及び前記内層部の
材質は、上述の実施例のものに限定されないのはいうま
でもない。

【００２６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の第１実施例の手順を示す説明図

【図２】本発明方法の第２実施例の手順を示す説明図

【符号の説明】

１外層部２内層部３分岐部４直管部５筒状体６鑞材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｋ 20/00 ＡＢ３２Ｂ 15/01 Ｃ // Ｆ１６Ｌ 41/02 (72)発明者牧野宏大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内 (72)発明者岡野宏昭大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直管部（４）の長手方向中間部に、その
直管部（４）と交叉する方向へ分岐する分岐部（３）を
連設した分岐管を製造するに際し、その分岐管の外層部
（１）を高強度材料にて構成し、且つ、内層部（２）を
耐食性材料にて構成しつつ、それら両層部（１),（２）
を一体化させて高強度耐食分岐管を製造する方法であっ
て、前記外層部（１）を、前記内層部（２）とは独立的に、
分岐管形状に成形した後、その外層部（１）における前記直管部（４）相当部分
に、前記内層部（２）形成用の筒状体（５）を内嵌した
上で、その筒状体（５）内に圧力をかけるバルジ成型
を、前記筒状体（５）の一部が前記外層部（１）から食
み出す条件まで実行して、前記筒状体（５）を前記外層
部（１）の内面に密着させ、且つ、前記筒状体（５）が
前記外層部（１）から食み出した部分を除去した後、前記筒状体（５）と前記外層部（１）との密着面の全端
面を、前記密着面が脱気された条件下で溶接した上で、
それらの組合せ体に熱間静水圧圧縮処理を施して、前記
筒状体（５）と前記外層部（１）とを一体化させる高強
度耐食分岐管の製造方法。
【請求項２】直管部（４）の長手方向中間部に、その
直管部（４）と交叉する方向へ分岐する分岐部（３）を
連設した分岐管を製造するに際し、その分岐管の外層部
（１）を高強度材料にて構成し、且つ、内層部（２）を
耐食性材料にて構成しつつ、それら両層部（１),（２）
を一体化させて高強度耐食分岐管を製造する方法であっ
て、前記外層部（１）を、前記内層部（２）とは独立的に分
岐管形状に成形した上で、前記外層部（１）の内面側全
体に鑞（ろう）材層（６）を形成した後、前記外層部（１）における前記直管部（４）相当部分
に、前記内層部（２）形成用の筒状体（５）を内嵌した
上で、その筒状体（５）内に圧力をかけるバルジ成型
を、前記筒状体（５）の一部が前記外層部（１）から食
み出す条件まで実行して、前記筒状体（５）を前記外層
部（１）の内側に密着させ、且つ、前記筒状体（５）が
前記外層部（１）から食み出した部分を除去した後、前記筒状体（５）と前記外層部（１）との組合せ体を、
前記鑞材層（６）のみが溶融する温度まで加熱して、前
記筒状体（５）と前記外層部（１）とを鑞接によって一
体化させる高強度耐食分岐管の製造方法。