JPH0736926B2 - 二重管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、内管に対し外管を外装させて緊結させる耐
摩耗性や耐蝕性を有する長尺の二重管の製造技術分野に
属する。

〈要旨の概要〉 而して、この発明は原油やスラリー等の輸送配管等に用
いられる耐摩耗性や耐蝕性を有する二重管であって、耐
蝕性や耐摩耗性を有する内管に耐熱性等を有する外管を
外装させる軸方向移動工程において、内管に外管を機械
的に緊結させるようにした二重管の製造方法に関する発
明であり、特に、予め成形されている内管を軸方向移動
しながら外管用の平板上に乗せて該平板を大鼓状のロー
ラ等により段階的にロール変形しながら巻装し、高周波
誘導溶接等によりシーム溶接を行い、その直後に相対的
に軸方向移動する高周波誘導加熱装置等により外管の周
方向に環状加熱を付与すると共に、その前後において周
方向のシャワーリング等により環状冷却を行って周方向
の膨脹を拘束すると共に降伏させ、縮径して外管を内管
に確実にワンパスで機械的に緊結するようにすることに
係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、配管は各種産業に用いられて始原的な流体
輸送ばかりでなく強度部材として建築構造物や機械装置
のフレームは勿論のこと、近時はメッセージ伝達ケーブ
ル、フアイバー等の導通用の囲繞材として用いられ、用
途、目的等も著しく多用化している。

而して、これらの配管は経時的なメンテナンスの可能な
場合もあるが、近時複雑な配管態様が用いられる場合が
多く、その耐久性が半永久的な構造となる要求が高まっ
てきており、特に、管内部や管外部に於ける耐摩耗性や
耐蝕性等が半永久的な恒久性を有する構造部材として強
く求められるようになってきた。

例えば、始原的な輸送配管において原油輸送や工場廃液
の輸送、更には、海中ケーブルや砂漠を横断する原油輸
送配管等では耐摩耗性や耐蝕性を有する構造の配管が不
可欠であり、１つの材質製の配管によりこれらの全ての
条件を満たすことは現段階の材料開発ではまだ充分では
なく、したがって、耐蝕性、耐摩耗性、耐圧性、耐熱性
等を内管と外管に機能分離して求める二重管の実用的な
開発技術が盛んになってきている。

而して、かかる厳しい要求を満足する二重管の開発とし
ては、周知の如く、クラッド管が焼ばめ管や液圧拡管等
による二重管が開発され一部では実用化されているが、
近時長距離配管が一旦設置されるとメンテナンスが著し
く難しい等のために継手部分の少い長尺管が求められる
ようになってきている。

〈発明が解決しようとする課題〉 而して、一般に鉄鋼材料による二重管の内管や外管につ
いてはその耐摩耗性や耐蝕性と硬さとは相関関係があ
り、その溶接性や加工性、加えてコスト的等に満足し得
るものが得られず、又、製造装置的にも長尺管現出には
充分でない点があった。

そして、稼動中における充分な靭性や強度、耐蝕性、耐
摩耗性を確実に有し、しかも、長尺管として継手部の少
い管は現実的に容易に出来ないものであった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく強度、靭性、耐
蝕性、耐摩耗性、耐圧性、耐熱性等の厳しい種々の条件
を満足しなければならず、しかも、継手部の少い長尺二
重管製造の問題点を解決すべき技術的課題とし、単一の
管に対する開発されている連続成形法を利用し、且つ、
連続的な圧延法により長尺平板を利用して確実に上述多
くの要求条件を満足し得る二重管を得ることが出来るよ
うにして各種産業における配管技術利用分野に益する優
れた二重管の製造方法を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は前述課題を解決するために、連続鋳造法等に
より製造される連続長尺の内管を同じく圧延法により連
続的に現出される外管用の平板上に載置して軸方向移動
する内管に対し、該平板に対し大鼓状の加工用のローラ
等により段階的にロール変形作用を付与して巻装しつつ
高周波誘導溶接等によりシーム溶接を行い、内管に対し
外管を形成させ、この際、平板の幅を調整して内管に密
着させ、而して、シーム溶接直後の外管に対し高周波誘
導加熱等の手段により周方向に所定の環状加熱を行うと
共に、当該環状加熱の前後に水道水のシャワーリング等
による環状冷却を付与して同速度で相対的に外管に対し
軸方向移動を行い、環状冷却により環状加熱された外管
がその周方向膨脹を拘束されて環状加熱による降伏点の
低下によりスムーズに降伏し、後工程の環状冷却により
速やかに縮径して内管に最適に確実に緊結し、内管、及
び、外管の同速度の軸方向移動により結果的に連続的な
長尺の二重管が緊結状態で確実に所定に得られるように
した技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を図面に従って説明すれば以下
の通りである。

まず、第３図以下の原理的実施例について説明図する
と、図示態様は長尺体としてのスラリー輸送管等の耐摩
耗性二重管に係るものであり、外管１には、例えば、炭
素量0.25％程度の低炭素鋼等の高靭性のものを用い、
又、内管２としては耐摩耗性を有する、例えば、炭素量
0.55％程度の高炭素鋼等を用いて焼入れ硬化させた後全
体冷却した状態にして連続鋳造延出して成形する。

而して、内管２を矢印に示す様に、軸方向に所定速度で
移動させるようにセットし更に、第４図に示す様に、外
管１の外周に環状加熱手段として、例えば、高周波誘導
加熱装置４をセットすると共に高周波誘導加熱装置４に
所定距離離して近接した軸方向前後の所定部位に、例え
ば、水道水等をシャワーリングする環状の冷却装置５、
５を平行にセットし、二重管素管３を矢印方向に移動さ
せることによって加熱装置４、及び、冷却装置５は二重
管素管３に対し相対移動するようにする。

そこで、所定速度で二重管素管３を移動させると、加熱
装置４はその前後の冷却装置５、５による外管１の冷却
に対し加熱による膨径作用を付与するが、このプロセス
において、模式的に当該第４図に示す様に、外管１の加
熱部分の両端が冷却部分に対して自由端であれば、当該
第４図に示す様に、自由に膨径して周方向に突出する
が、実際は加熱部分に対し当該加熱部分はその両端が冷
却部分によって拘束されているために、当該部分は第
４、６図に示す様に、長手方向に対し中心方向に向かっ
て径方向の押え曲げモーメントＦが作用し降伏し、結果
的にリング状の湾曲した塑性変形部分が成形される。

そして、二重管素管３が矢印方向に相対移動することに
より、加熱装置４を介し加熱されて塑性変形した部分は
加熱部分を通過して冷却手段により冷却されると、第５
図に示す様に、逆に大きく縮径され、そこで大きな嵌合
代が得られて外管１は内管２に対し緊結状態にされるこ
とになる。

そして、この作用は外管１の全ての周方向部分に作用す
るために、二重管素管３を軸方向に連続的に相対移動す
ることにより、外管１の全ての部分が縮径し、全二重管
素管３に於いてたが締めによる縛りばめ状態が現出さ
れ、結果的に大きな自緊二重管が形成される。

そして、上述緊結プロセスは内管２の肉厚に係りなく行
われ、又、軸方向長さにかかわらず、全二重管素管３に
於いて形成されるために、更に、外管１と内管２の接合
面の精度にもほとんど無関係に行われることになり、内
管２の肉厚が大で、しかも、長尺管であるところの耐摩
耗性二重管製造には極めて効果的である。

而して、上述原理態様に基づく１実施例を第１、２図に
従って説明すると、内管２は上述態様同様に耐摩耗性を
有する炭素量0.55％量の高炭素鋼製の連続鋳造法により
得られた内管を焼入れ硬化させて得られたものであり、
該内管２を、例えば、ローラコンベヤ等により連続的に
軸方向移動し、これに対し平行的に外管１の素材として
の炭素量0.25％の低炭素鋼製であって高靭性の平板１′
を連続圧延して内管２と同速度で延出させて在来周知の
方法によって大鼓状のローラ６、６…により内管２の外
側にてロールフオーミングしながらシーム部を突き合せ
し、周知の高周波誘導溶接装置７によりシーム溶接８を
行って内管２に対し外管１を密着状に巻装して軸方向移
動していく。

而して、高周波誘導溶接装置７の後部に手前側から前方
にリング状のブラケット９、10、11を一体的に外管１に
外装して設け、該ブラケット９、11には上述態様同様に
シャワーリング等の環状冷却装置５、５を設けると共に
両者の中間のブラケット10には高周波誘導加熱装置４を
設けてシーム溶接８を付与された外管１に対し相対的に
軸方向移動しながらシャワーリングによる環状冷却と高
周波誘導加熱による環状加熱と、更に、終段の環状冷却
を行う。

したがって、前述原理態様同様にシーム溶接８をされた
外管１は環状加熱による周方向膨脹をその前後に於いて
拘束され、降伏点の低下により降伏され、塑性変形し、
後段の環状冷却により縮径されて第２図に示す様に、外
管１に対して機械的な緊結状態を現出され、而して、平
板１′、及び、内管２が同速で連続的に軸方向移動する
ために、後段の環状冷却部分以降の二重管は確実に内管
２と外管１とが機械的に確実に緊結された二重管となっ
た製品が連続的にその長尺状態で得ることが出来る。

したがって、連続鋳造法による内管２と連続圧延による
内管用の平板１′との内管２に対する連続ロールフオー
ミングにより緊結された二重管が所望長尺長さで得られ
ることが可能である。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、外管については所望長尺の
セラミックス管にしたり、内管と外管のいづれか一方を
耐摩耗性のものにしたり耐蝕性のものしたり、成形加工
によってはベント管等の曲り管等に対しても適用可能で
ある。

又、応用例としては内管を中実体として外管をライニン
グ材とする態様も可能である。

そして、設計変更的には環状加熱や環状冷却は軸方向移
動に２回以上行うようにしたり、複段にセットすること
も可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、内管と外管のいづれか一方が
耐蝕性や耐摩耗性等の長尺二重管を得るに際し、連続鋳
造法等による内管に対し圧延法等によって連続的に現出
される外管用の平板をロールフオーミングにより内管に
対し巻装することにより外管を内管に緊結する二重管の
素管が所望の長尺二重管とすることが出来るという優れ
た効果が奏される。

而して、内管に対する平板のロールフオーミングによる
シーム部に対する高周波誘導加熱溶接等によるシーム溶
接を介して内管に外管を巻装され、その直後に該外管に
対し高周波誘導加熱等の環状加熱と該環状加熱の前後に
シャワーリング等の環状冷却を施すことにより、環状加
熱による外管の周方向膨脹がその前後部分で拘束されて
環状加熱による降伏点の低下により塑性変形して直ちに
降伏し、後段の環状冷却により著しく縮径し内管に対し
機械的に充分な緊結を付与することが出来、確実な緊結
二重管の製造が連続的に行えるという優れた効果が奏さ
れる。

しかも、環状加熱と環状冷却は連続的に軸方向移動する
内管と平板から成る外管に対し相対的で良いために、静
止状態にすることが出来ることになり、装置的にはコン
パクトにまとめることが出来、コスト的にも安くつくこ
とが出来るという利点がある。

このようにして得られた二重管は継手部を省略すること
が出来、少くとも所望の長尺長さに応じた極めて数の少
い継手部にすることが出来るために、加工をそれ程行わ
なくとも継手部が出来、要求される配管用の二重管の自
由度を高くすることが出来るという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の説明図であり、第１図は１実施例の模
式斜視図、第２図は同部分切截縦断面図、第３図は原理
態様の内管と外管の相対巻装の部分断面側面図、第４図
は環状加熱による外管に対する拘束メカニズムの部分断
面図、第５図は環状冷却による巻装部分断面側面図、第
６図は環状加熱による膨脹の環状冷却による拘束モーメ
ントの作用図である。 ２……内管、１……外管、 １′……平板、８……シーム溶接、 ４……環状加熱、５……環状冷却

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−37318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−117726（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内管に外管を外装させる工程で該内管に外
   管を緊結させるようにする二重管の製造方法において、
   軸方向移動する内管に対し外管用平板に載せてロール変
   形を与えながら密着状に巻装しつつシーム溶接して外管
   を形成し、シーム溶接後の外管に環状加熱を付与する
   に、軸方向移動を相対的に行いながら付与すると共に該
   環状加熱の前後に環状冷却を相対的に軸方向移動しなが
   ら行って外管を内管にワンパスで緊結するようにするこ
   とを特徴とする二重管の製造方法。